【Python】pathlibで脱・os.path、モダンなファイルパス操作

はじめに

まだos.path.join()を使っていますか？

Python 3.4以降はpathlibが標準。オブジェクト指向でパスを扱えて、可読性が格段に向上するよ。

# Before (os.path)
import os
path = os.path.join("folder", "subfolder", "file.txt")
basename = os.path.basename(path)
exists = os.path.exists(path)

# After (pathlib)
from pathlib import Path
path = Path("folder") / "subfolder" / "file.txt"
basename = path.name
exists = path.exists()

基本操作

パス作成

from pathlib import Path

# / 演算子でパス結合
p = Path("folder") / "subfolder" / "file.txt"
# folder/subfolder/file.txt (UNIX)
# folder\subfolder\file.txt (Windows)

# 特別なパス
Path.cwd()   # 現在のディレクトリ
Path.home()  # ホームディレクトリ

パス情報の取得

p = Path("/home/user/documents/report.pdf")

p.name      # 'report.pdf'
p.stem      # 'report'
p.suffix    # '.pdf'
p.parent    # Path('/home/user/documents')
p.parts     # ('/', 'home', 'user', 'documents', 'report.pdf')

# 複数の拡張子
Path("file.tar.gz").suffixes  # ['.tar', '.gz']

パス判定

p = Path("folder/file.txt")

p.exists()       # 存在するか
p.is_file()      # ファイルか
p.is_dir()       # ディレクトリか
p.is_absolute()  # 絶対パスか

ファイル操作

読み書き

p = Path("data.txt")

# 書き込み
p.write_text("Hello, pathlib!", encoding="utf-8")

# 読み込み
content = p.read_text(encoding="utf-8")

# バイナリ
p.write_bytes(b"Binary data")
data = p.read_bytes()

ファイル作成・削除

# 空ファイル作成
p.touch()

# 削除
p.unlink()
p.unlink(missing_ok=True)  # 存在しなくてもエラーにならない

ディレクトリ操作

作成

# 単一ディレクトリ
Path("folder").mkdir()

# 親ディレクトリも含めて作成
Path("folder/sub1/sub2").mkdir(parents=True, exist_ok=True)

一覧取得

p = Path(".")

# 直下のみ
for item in p.iterdir():
    print(item.name, "dir" if item.is_dir() else "file")

削除

Path("empty_folder").rmdir()  # 空のディレクトリのみ

# 中身ごと削除はshutil
import shutil
shutil.rmtree(Path("folder"))

glob（パターンマッチ）

p = Path(".")

# 直下のtxtファイル
for f in p.glob("*.txt"):
    print(f)

# 再帰的に検索
for f in p.rglob("*.txt"):  # **/*.txt と同じ
    print(f)

# 複数パターン
for f in p.glob("*.{txt,md}"):  # ❌ これは動かない
    pass

# 代わりに
for f in p.iterdir():
    if f.suffix in [".txt", ".md"]:
        print(f)

パス変換

p = Path("folder/file.txt")

p.with_name("other.txt")    # folder/other.txt
p.with_suffix(".md")        # folder/file.md
p.with_stem("renamed")      # folder/renamed.txt (Python 3.9+)

絶対パス・相対パス

# 絶対パスに変換
Path("./folder/../folder/file.txt").resolve()
# → /home/user/project/folder/file.txt

# 相対パスに変換
base = Path("/home/user")
full = Path("/home/user/docs/file.txt")
full.relative_to(base)  # docs/file.txt

統計情報

stat = Path("file.txt").stat()

stat.st_size   # ファイルサイズ（バイト）
stat.st_mtime  # 最終更新時刻（UNIX時間）
stat.st_ctime  # 作成時刻

os.path → pathlib 対応表

os.path	pathlib
os.path.join(a, b)	Path(a) / b
os.path.basename(p)	p.name
os.path.dirname(p)	p.parent
os.path.splitext(p)	(p.stem, p.suffix)
os.path.exists(p)	p.exists()
os.path.isfile(p)	p.is_file()
os.path.isdir(p)	p.is_dir()
os.path.abspath(p)	p.resolve()
os.path.expanduser("~")	Path.home()
os.getcwd()	Path.cwd()
os.listdir(p)	list(p.iterdir())
glob.glob("*.txt")	Path(".").glob("*.txt")

実践パターン

特定拡張子のファイルを処理

def process_files(directory: Path, extension: str):
    for file_path in directory.rglob(f"*{extension}"):
        content = file_path.read_text()
        # 処理...

バックアップ作成

import shutil

def backup_file(file_path: Path) -> Path:
    backup_path = file_path.with_suffix(file_path.suffix + ".bak")
    shutil.copy2(file_path, backup_path)
    return backup_path

設定ファイルの場所

def get_config_path() -> Path:
    # XDG準拠
    config_dir = Path.home() / ".config" / "myapp"
    config_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
    return config_dir / "config.json"

一時ファイル

from pathlib import Path
import tempfile

with tempfile.TemporaryDirectory() as tmpdir:
    tmp_path = Path(tmpdir)
    (tmp_path / "temp.txt").write_text("Temporary content")
    # スコープを抜けると自動削除

型ヒント

from pathlib import Path

def process(file_path: Path) -> None:
    ...

def list_files(directory: Path) -> list[Path]:
    return list(directory.iterdir())

注意点

文字列への変換

p = Path("folder/file.txt")

# 文字列が必要な場合
str(p)  # "folder/file.txt"

# os.fspath でも可
import os
os.fspath(p)

Windowsパス

# Windowsでも / で書ける
p = Path("C:/Users/name/file.txt")  # OK

# バックスラッシュはエスケープが必要
p = Path("C:\\Users\\name\\file.txt")  # OK
p = Path(r"C:\Users\name\file.txt")    # raw文字列でOK

まとめ

機能	メソッド
パス結合	Path("a") / "b"
ファイル名	.name, .stem, .suffix
親ディレクトリ	.parent
存在確認	.exists()
読み書き	.read_text(), .write_text()
一覧取得	.iterdir(), .glob(), .rglob()
変換	.with_name(), .with_suffix()

from pathlib import Path

# これだけで始められる
p = Path(".")
for f in p.rglob("*.py"):
    print(f)