Python生成目录树
在写一些文章时，尤其是一些技术文章或者教程，有时需要将目录结构附在文中，最简单粗暴的方法是自己手动写，但是效率太低，今天就来介绍一下高效率、美观的方法。
1、CMD生成目录树
在 windows 系统中，有一个 CMD 指令可以生成目录树，该条指令是 "tree" 。
1.1 查看帮助
使用 “Win+R" 快捷键调出运行 对话框，然后输入 ”CMD“ 回车打开命令行窗口。可以在窗口中输入 ”tree /?" 查看：
以图形显示驱动器或路径的文件夹结构。
TREE [drive:][path] [/F] [/A]
/F 显示每个文件夹中文件的名称。
/A 使用 ASCII 字符，而不使用扩展字符。1.2 作用
从上述帮助文档中可以看出 tree 命令的作用是“以图形显示驱动器或路径的文件夹结构”。
1.3 命令格式
如果我们只想在命令行窗口查看 文件夹目录结构，可以使用如下格式：
tree E:\Programming\Python\DesignPattern输出内容如下：
01_tree只打印文件夹结构
注意：如果路径中含有空格，则路径需要用双引号包起来，例如tree "C:\Program Files" 。
上面的指令只能生成文件夹的目录结构，并没有显示文件，我们可以增加 /F 参数来显示文件夹和文件的目录结构：
tree /F E:\Programming\Python\DesignPattern这样就ok了：
02_tree显示文件夹和文件结构
上述命令只是在控制台打印出来了，有时候会有保存到文件的需求，只需对上述命令稍作修改：
tree /F E:\Programming\Python\DesignPattern > dirtree.txt命令执行之后，在命令行所在目录下会生成一个名为 “dirtree.txt” 的文件，目录结构已在其中。
2、Python生成目录树
上述 CMD 方式虽然可以生成目录树，但是并不美观，让我们用 Python 实现。
2.1 标准库pathlib介绍
Python有一个标准文件路径处理库 os.path ，从 Python3.4 开始，Python 又加入了一个标准库 pathlib ，该库是跨平台的、面向对象的路径操作库。
本例使用了 pathlib 中的 Path 类。本文用到的一些基本操作如下：
Path 类的引入：
from pathlib import Path创建 Path 对象：
p = Path('E:\Programming\Python\DesignPattern')获取 p 的路径名称：
print(p.name)获取 p 目录下的所有文件：
pit = p.iterdir() # 返回一个迭代器，包含p下所有文件夹和文件判断 p 是不是文件：
print(p.is_file())判断 p 是不是目录：
print(p.is_dir())2.2 代码实现
思路：给出一个路径，判断是否为文件，如果是，则字符串拼接；否则，字符串拼接并且递归查询该目录下的文件。字符串拼接的时候以缩进来显示层次结构。
tree_str = ''
def generate_tree(pathname, n=0):
global tree_str
if pathname.is_file():
tree_str += ' |' * n + '-' * 4 + pathname.name + '\n'
elif pathname.is_dir():
tree_str += ' |' * n + '-' * 4 + \
str(pathname.relative_to(pathname.parent)) + '\\' + '\n'
for cp in pathname.iterdir():
generate_tree(cp, n + 1)
if __name__ == '__main__':
generate_tree(Path.cwd())
print(tree_str)输出结果：
----PythonApplication\
|----.ipynb_checkpoints\
| |----01_generate_tree-checkpoint.ipynb
|----01_generate_tree.ipynb2.3 改进，显示指定目录
上述程序有一个缺点，就是执行时只能显示程序文件所在目录的目录树结构，想要生成其目录的目录树结构就需要将其拷贝到那个目录执行。这样很不方便，我们可以利用命令参数将目标路径传递给程序，然后进行显示。上述generate_tree() 不需要修改。执行部分改一下：
if __name__ == '__main__':
# 命令参数个数为2并且目录存在存在
if len(sys.argv) == 2 and Path(sys.argv[1]).exists():
generate_tree(Path(sys.argv[1]), 0)
else: # 当前路径
generate_tree(Path.cwd(), 0)
print(tree_str)修改以后，可以在命令行中添加目录参数了：
python dirtree.py E:\Programming\Python\applications执行结果如图所示：
03_命令行带路径
2.4 改进，保存文本文件
以上实现了在控制台打印的功能，但是缺少保存文件的功能，没关系，下面就来实现。
定义保存文件函数：
def save_file(tree, filename='tree.txt'):
with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
f.write(tree)修改命令行参数解析部分：
if __name__ == '__main__':
# 命令参数个数为2并且目录存在存在
if len(sys.argv) == 2 and Path(sys.argv[1]).exists():
generate_tree(Path(sys.argv[1]), 0)
# 命令参数个数为3并且目录存在存在
if len(sys.argv) == 3 and Path(sys.argv[1]).exists():
generate_tree(Path(sys.argv[1]), 0)
save_file(tree_str, sys.argv[2])
else: # 当前路径
generate_tree(Path.cwd(), 0)
print(tree_str)修改完毕之后，可以使用下面命令测试：
python dirtree.py E:\Programming\Python\applications dirtree.txt执行完之后就会在该目录下生成 dirtree.txt 文件。
2.5 改进，封装
上述功能已经实现，但是用到了全局变量，既然是一个完整的功能不如封装成一个类。
# -*- coding: utf-8 -*-
import sys
from pathlib import Path
class DirectionTree(object):
"""生成目录树
@ pathname: 目标目录
@ filename: 要保存成文件的名称
"""
def __init__(self, pathname='.', filename='tree.txt'):
super(DirectionTree, self).__init__()
self.pathname = Path(pathname)
self.filename = filename
self.tree = ''
def set_path(self, pathname):
self.pathname = Path(pathname)
def set_filename(self, filename):
self.filename = filename
def generate_tree(self, n=0):
if self.pathname.is_file():
self.tree += ' |' * n + '-' * 4 + self.pathname.name + '\n'
elif self.pathname.is_dir():
self.tree += ' |' * n + '-' * 4 + \
str(self.pathname.relative_to(self.pathname.parent)) + '\\' + '\n'
for cp in self.pathname.iterdir():
self.pathname = Path(cp)
self.generate_tree(n + 1)
def save_file(self):
with open(self.filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
f.write(self.tree)
if __name__ == '__main__':
dirtree = DirectionTree()
# 命令参数个数为1，生成当前目录的目录树
if len(sys.argv) == 1:
dirtree.set_path(Path.cwd())
dirtree.generate_tree()
print(dirtree.tree)
# 命令参数个数为2并且目录存在存在
elif len(sys.argv) == 2 and Path(sys.argv[1]).exists():
dirtree.set_path(sys.argv[1])
dirtree.generate_tree()
print(dirtree.tree)
# 命令参数个数为3并且目录存在存在
elif len(sys.argv) == 3 and Path(sys.argv[1]).exists():
dirtree.set_path(sys.argv[1])
dirtree.generate_tree()
dirtree.set_filename(sys.argv[2])
dirtree.save_file()
else: # 参数个数太多，无法解析
print('命令行参数太多，请检查！')同样可以使用以下三条命令进行测试：
python dirtree.py：打印当前目录的目录树；python dirtree.py E:\Programming\Python\applications：打印指定目录的目录树；python dirtree.py E:\Programming\Python\applications dirtree.txt：打印指定目录的目录树并保存成文件。
3、其他想法
本来在改进部分还想要生成图片，但是经过一番测试遇到以下问题：
- 使用 PIL 库把目录树转换为图片：该库在生成图片的时候要指定图片的大小，我们知道目录树结构根据文件夹内容不定长度和高度，所以需要动态计算长度和高度。
- 使用 Pygame 库把目录树转换为图片：该库可以自适应宽度，但是不能识别换行符，所以最后生成的图片只有一行。
思路：
可以把目录树的每一行都生成一个图片，最后进行拼接，理论上可行，没有进行测试，有兴趣的可以尝试。