在日常的开发工作中，你是否经常需要处理大量的文件，并希望有一种简单的方式来筛选它们？比如，"找出所有日志文件"或者"删除所有临时图片"。虽然 Python 的 glob 模块很强大，但有时我们只需要对文件名进行单纯的字符串匹配，而不涉及磁盘 I/O 操作。这时，Python 标准库中的 fnmatch 模块就成了我们的得力助手。
在这篇文章中，我们将深入探讨 fnmatch 模块。它提供了一种简洁而高效的方式，让我们能够使用 Unix shell 风格的通配符来匹配文件名。无论你是在编写文件清理脚本，还是在构建复杂的文件过滤系统，掌握这个模块都将极大地提升你的工作效率。让我们一起探索它的内部机制、核心函数以及在实际项目中的最佳实践。
什么是 fnmatch？为什么我们需要它？
简单来说，fnmatch 是 Python 专门用于处理文件名模式匹配的模块。它将复杂的正则表达式语法简化为我们熟悉的 Shell 通配符（如 INLINECODE489cf598 或 INLINECODEfbfd8d5b）。这使得代码对于非程序员来说也更易读，同时也让我们在处理文件路径时更加得心应手。
核心通配符语法
在使用 fnmatch 之前，我们需要先了解它支持的几种特殊字符（元字符）。这些字符直接借鉴了 Unix Shell 的风格，非常直观：
- INLINECODE1249957d (星号)：匹配所有内容。它代表任意数量的字符（包括零个字符）。例如，INLINECODEc2dc2ca6 可以匹配 INLINECODE917b7226、INLINECODE4999778a，甚至仅仅是
.txt。 - INLINECODEe7082f95 (问号)：匹配任意单个字符。例如，INLINECODE3181ed73 可以匹配 INLINECODEdf037c57 或 INLINECODEd2e47745，但不会匹配
file10.py。 - INLINECODEe5496029 (字符集)：匹配 seq 中的任意一个字符。例如，INLINECODE6ce34369 可以匹配 INLINECODE342983ce、INLINECODEf61cba8f 或 INLINECODE2b69e8fd。它也支持范围，如 INLINECODEa5ced45c 匹配所有小写字母。
- INLINECODE13ee18d6 (反向字符集)：匹配不在 seq 中的任意一个字符。例如，INLINECODE21c5726c 可以匹配 INLINECODEeafa1d4a，但不会匹配 INLINECODEf07103ab。
字面量匹配的技巧
如果你想匹配上述特殊字符本身（例如，你的文件名里真的有一个问号），你需要用方括号将它们括起来。例如，模式 INLINECODEd20ac338 将只匹配字符 INLINECODEe94e1f69，而不是把它当作通配符使用。
> 注意：关于大小写敏感性。fnmatch 的默认行为取决于底层操作系统。在 Windows 上，文件名匹配通常是不区分大小写的（因为 Windows 文件系统不区分大小写），而在 Linux/macOS 上则是区分大小写的。我们在编写跨平台脚本时，必须牢记这一点。
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核心函数详解与实战
fnmatch 模块主要提供了四个函数。让我们通过实际的代码示例，逐一看看它们是如何工作的。
1. fnmatch.fnmatch(filename, pattern) — 基础匹配
这是最常用的函数。它接受两个参数：文件名字符串和模式字符串。如果匹配成功，返回 INLINECODEb63f02b1，否则返回 INLINECODEd1c5e3e9。
工作原理：
函数会检查操作系统是否区分大小写。如果系统不区分大小写（如 Windows），它会自动将两个参数转换为小写（或大写）后再进行比较。
实战示例：
假设我们正在编写一个脚本，用于扫描当前目录，找出所有以 INLINECODE0a8d5269 开头并以 INLINECODE511c1bfb 结尾的文件（就像我们在整理文档时一样）。
import fnmatch
import os
# 定义我们的匹配模式
pattern = ‘fnmatch_*.py‘
print(f‘正在查找匹配模式: {pattern}
‘)
# 获取当前目录下的所有文件
files = os.listdir(‘.‘)
# 遍历并打印匹配结果
for name in files:
# fnmatch 返回布尔值，我们可以直接用于判断
if fnmatch.fnmatch(name, pattern):
print(f‘✅ 匹配成功: {name}‘)
else:
# 为了演示，这里也打印不匹配的情况，实际使用中可省略
pass
在这个例子中，INLINECODE075a5264 模式告诉 Python："查找以 ‘fnmatch‘ 开头，中间有任意字符，以 ‘.py‘ 结尾的字符串"。这种方式比使用复杂的正则表达式 ^fnmatch_.*\.py$ 要简洁得多。
2. fnmatch.fnmatchcase(filename, pattern) — 强制区分大小写
有时，我们需要严格的控制权，不希望操作系统环境干扰我们的匹配逻辑。这时，fnmatchcase() 就派上用场了。无论你的文件系统是什么类型，它都会强制进行区分大小写的匹配。
应用场景：
想象你正在编写一个代码审计工具，需要严格检查变量名的命名规范（例如，类名必须大写），或者你正在处理来自 Linux 服务器的日志文件，但你的脚本运行在 Windows 机器上。你需要确保 INLINECODEb17dda66 和 INLINECODE3da963c8 被视为不同的文件。
import fnmatch
import os
# 即使在 Windows 上，这个模式也严格要求大写后缀
pattern = ‘FNMATCH_*.PY‘
print(f‘严格模式匹配: {pattern}
‘)
files = os.listdir(‘.‘)
for name in files:
# 使用 fnmatchcase，大小写必须完全一致
if fnmatch.fnmatchcase(name, pattern):
print(f‘✅ 严格匹配: {name}‘)
else:
# 演示哪些文件因为大小写不匹配而被忽略
# 例如 ‘fnmatch_filter.py‘ 会被认为是 False
print(f‘❌ 忽略 (大小写不符): {name}‘)
在这个脚本中，只有像 INLINECODEff0fdfc6 这样完全大写的文件名才会被匹配。INLINECODEd24af16f（全小写）将会返回 INLINECODEf73b9ed3，这与 INLINECODEefe65ae9 在默认情况下的行为可能截然不同。
3. fnmatch.filter(names, pattern) — 批量过滤
如果你有一个包含大量文件名的列表，想要从中筛选出符合特定条件的子集，使用列表推导式配合 INLINECODEa9690eca 当然可以，但 INLINECODE52d4514c 函数提供了更加方便和高效的原生实现。
实用见解：
这个函数非常适合用于处理文件系统扫描的结果，或者过滤从数据库/API获取的文件名列表。它返回一个新的列表，仅包含匹配成功的项。
实战示例：
我们要从一堆文件中快速提取所有 Python 脚本。
import fnmatch
import os
# 模拟一个包含各种杂乱文件的列表
files = [
‘report.pdf‘, ‘data.csv‘, ‘script.py‘, ‘archive.zip‘,
‘setup.py‘, ‘image.png‘, ‘notes.txt‘, ‘test_script.py‘
]
pattern = ‘*.py‘
# 使用 filter 函数一次性获取所有匹配项
matched_files = fnmatch.filter(files, pattern)
print(f‘所有文件: {files}‘)
print(f‘筛选后的 Python 脚本: {matched_files}‘)
这段代码等价于 INLINECODE757ac5f4，但 INLINECODE925c1034 函数通常在内部实现上更为紧凑，且语义更清晰，让我们的代码看起来更加专业。
4. fnmatch.translate(pattern) — 转换为正则表达式
这是一个非常有意思的高级功能。它将 shell 风格的模式转换为 Python 正则表达式（re 模块能理解的格式）。这揭示了 fnmatch 的工作原理：它本质上就是一个正则表达式的包装器。
为什么我们需要它？
- 调试：你可以看看通配符转换成正则后长什么样，有助于理解匹配逻辑。
- 复用：如果你需要在一个巨大的文本块（而不是文件名列表）中查找符合某种模式的字符串，你可以利用这个转换后的正则配合
re模块进行更复杂的搜索。
代码示例：
import fnmatch
import re
# 将简单的 shell 模式转换为正则
shell_pattern = ‘*.txt‘
regex_pattern = fnmatch.translate(shell_pattern)
print(f‘Shell 模式: {shell_pattern}‘)
print(f‘转换后的 Regex: {regex_pattern}‘)
# 编译生成的正则表达式
# 注意：translate 返回的字符串通常包含 (?s:...) 等标志
re_obj = re.compile(regex_pattern)
# 测试匹配
print(f‘
匹配 \‘test.txt\‘: {bool(re_obj.match(\‘test.txt\‘))}‘)
print(f‘匹配 \‘test.csv\‘: {bool(re_obj.match(\‘test.csv\‘))}‘)
当你运行这段代码时，你会发现 INLINECODEca8f9699 被转换成了类似 INLINECODEa6bcc0a0 的字符串。这意味着：INLINECODE58ab1f30 匹配任意字符（INLINECODE2de8f934 使 INLINECODE193a2f9a 也匹配换行符），INLINECODE97029de9 匹配字面量，\Z 匹配字符串结尾。理解这一点，你就能完全掌控匹配的边界行为。
常见问题与最佳实践
在实际开发中，仅仅知道 API 是不够的。我们需要了解一些潜在的问题和解决技巧。
1. 常见错误：大小写陷阱
问题：你在 Linux 上写了一个脚本来匹配 INLINECODE1293adc4，使用了模式 INLINECODE21cb6142。在 Linux 上它工作良好，但当你把脚本交给使用 Windows 的同事时，他发现脚本把 Data.CSV 也匹配上了（因为他想排除大写文件），或者反过来，脚本无法匹配到某些文件。
解决方案：
- 如果你的脚本需要跨平台运行，并且匹配逻辑必须严格统一，始终使用
fnmatchcase()。不要依赖操作系统的默认设置。 - 在代码文档中明确指出你的模式是区分大小写还是不区分大小写。
2. 性能优化建议
fnmatch 是纯 Python 实现的，虽然对于大多数文件操作来说足够快，但在处理数百万个文件名时，可能会有瓶颈。
- 使用 INLINECODE00764565 代替循环：INLINECODE2082f7d4 通常比手写 for 循环调用
fnmatch()要快一些，因为它的循环是在 C 层面或更优化的 Python 层面处理的。 - 正则表达式预处理：如果你需要反复使用同一个复杂的通配符模式，使用 INLINECODEa83e2926 一次，然后用 INLINECODEba14c573 编译它，之后直接使用正则对象的
match()方法。这在处理超大规模数据集时，性能提升会非常明显。
3. * 的贪婪性
记住，INLINECODE9f2f27ac 是贪婪的。模式 INLINECODEce8a4159 会匹配 INLINECODE81c609ae。如果你只想匹配最后一层扩展名，或者更复杂的路径结构，你可能需要结合 INLINECODE42ac4f7b 模块先处理路径，或者使用更精确的正则表达式。
总结与后续步骤
通过这篇文章，我们从零开始掌握了 fnmatch 模块的使用。我们了解到：
- 基础匹配：使用
fnmatch()进行简单的文件名过滤。 - 严格匹配：使用
fnmatchcase()确保跨平台的一致性。 - 批量处理：使用
filter()让代码更简洁高效。 - 底层原理：使用
translate()理解通配符与正则的关系。
你的下一步行动计划：
- 重构代码：回到你当前的项目中，看看是否有手动拼接字符串来检查文件名的代码（例如 INLINECODE68290f01），尝试用 INLINECODEbb67e04c 替换它们，使代码更具可扩展性。
- 编写脚本：编写一个名为
clean_dir.py的小工具，它能接受命令行参数（如通配符模式），并删除当前目录下匹配该模式的文件。这将是一个很好的练习。 - 探索 Glob：既然你已经掌握了 INLINECODEad1b41b4，下一步可以去学习 INLINECODE4acc75f7 和 INLINECODE62a66827 模块，它们是在文件系统中直接查找文件的终极工具，而且底层也大量使用了 INLINECODEdc117f40 的逻辑。
希望这篇文章能帮助你更加自信地处理 Python 中的文件名匹配问题。编程愉快！