Python的语法简洁而清晰，具有丰富和强大的类库及第三方库。它能够很轻松地将各种语言模块联结在一起，所以被称为“胶水”语言。当然，Python也能够方便快捷地编写一些常用的工具程序，而用其他程序设计语言需要编写很复杂的代码来完成的功能，通过Python的类库，可能只需要几行代码就能完成同样的功能。

利用Python的这种快速开发特性，在日常计算机维护方面，Python就大有用武之地。可以利用Python语言编写各种系统维护的程序，甚至还可以用它来开发远程维护或监控计算机系统的程序。本章将介绍一些典型的应用场景和实际案例。

20.1 案例背景

Windows用户都有这样的体会，计算机使用一段时间后，感觉速度越来越慢，不但启动时速度变慢，启动后的运行速度也越来越慢。这是因为Windows操作系统在运行过程中会不断地产生垃圾文件，安装、卸载、使用应用程序，也会产生垃圾文件。

这些垃圾文件随着计算机的使用越来越多，如果得不到及时的清理，将会影响到计算机系统的运行速度。既然知道是由于垃圾文件的原因造成计算机速度变慢，那么解决方法也就有了，就是将这些垃圾文件及时清理掉。

清理垃圾文件的方式有多种：

第一种方法，逐个盘符、目录查看是否存在垃圾文件，若有，则删除；
第二种方法，借助一些工具软件，通过这些软件可以轻松地扫描、删除垃圾文件；
第三种方法，利用所学的Python知识，自己编写清理垃圾文件的程序。

这几种方法各有优缺点：

第一种方法由人工去分辨垃圾文件，可以很自由地决定哪些是垃圾文件，但是费时费力，效率很低；
第二种方法省时省力，但其缺点是只能清理该软件认识的垃圾文件，对于一些由特殊软件产生的垃圾文件则无法辨识；

第三种方法是由Python程序去代替人工辨识垃圾文件，当有特殊的文件类别需要清理时，可以通过修改Python程序快速地删除这些文件。因此，这种方式有第一种方法的灵活性，且效率又有很大提高。当然，刚开始编写的清理程序功能不是很完善，需要用户在使用过程中不断提出新需求，逐步完善其功能。

本章的案例主要考虑以下几方面，编写Python程序解决这些问题。
（1）扫描垃圾文件，统计垃圾文件数量及大小；
（2）删除垃圾文件；
（3）扫描计算机中的大文件，并列出指定大小的文件；
（4）查找匹配部分文字名字符的文件。

本章将编写Python程序来解决这些问题。当然，计算机维护还有很多功能，参照本章编写的Python程序，你也可以自己编写代码来解决问题。这样，随着需求不断地增多，最终就可得到一个比较完善的维护计算机的Python程序。

20.2 从创建图形化界面开始

根据上节分析的需求，本章的案例需要完成多项功能，可以将每一项功能单独编写一个Python程序，在使用时分别执行这些程序即可。为了方便使用，最好将这些功能集成在一起，并使用图形化界面。这样，通过单击鼠标就可选择执行相应的功能。

20.2.1 创建基本图形化工作界面

在编写创建GUI的程序之前，要先对需求进行分析，划分出功能模块，如图24.1所示是一种功能模块划分方式。在这个图中，将功能分为“搜索”和“清理”两部分，分别完成搜索文件和清理垃圾文件的功能。另外增加了一个“系统”，主要用来提供退出的功能。(图20.1功能模块划分)

从图20.1所示功能模块划分可看出，PytOptimize需要完成6项工作，功能不算太多，可以考虑在GUI界面中创建6个按钮，每个按钮连接一个功能。但是，这种通过按钮的方式不方便以后扩展，如果以后功能扩展到几十个，显然就不适合使用按钮了。对于功能项很多的程序，最好就是使用菜单。因此，本例也使用菜单来驱动。

注意: 在项目实施前，一般都要事先对程序所要完成的功能进行规划或设计，以便于划分模块或代码，使代码结构清晰，并容易实施代码的编写。

编写以下Python程序，通过使用tkinter模块创建用户界面：

运行以上程序，将显示如图24.2所示的窗口。在窗口上方显示了3个下拉菜单，分别对应图24.1所示的模块。在菜单下方是一个列表框，用来显示最终处理结果，列表框右侧添加了一个垂直滚动条，当列表框中的内容太多时，可通过这个滚动条快速移动。在窗口的最下方还加了一个标签，用来显示当前正在扫描处理的文件。

20.2.2 响应菜单事件

在如图20.2所示窗口中单击选择“系统”→“退出”菜单命令，窗口并不会被关闭。这是因为还没有为菜单创建事件程序，因此，这里只有单击窗口右上角的关闭按钮来关闭窗口了。

接下来就为菜单创建事件程序。将Findfatl.py另存为Findfat2.py，然后进行修改，将每个子菜单项都添加上command设置，修改后的代码如下：

#coding:utf-8

类似的，还需对“清理”和“搜索”这两个下拉菜单中的菜单项编写相应的响应函数。由于还没有编写实现其功能的程序，这里就暂时编写一个替代程序（例如，当选择该菜单命令时，就显示一个对话框），到后面完成相应的功能程序时，再替换就行了。

注意: 一般来说，这种“暂时替代程序”可以让主程序暂时能够正常运行，以方便调试代码。

经过以上修改，程序又能正常运行了。运行后将显示一个窗口，选择菜单“系统”→“关于”命令，将弹出一个信息提示窗口，如图20.3所示。当然，选择其他菜单命令也会弹出相应的信息提示窗口。现在，选择“系统”→“退出”命令，就可关闭窗口了。

20.3 清理垃圾文件

GUI界面制作完成之后，接下来就该编写程序来实现相应的功能了。首先来实现清理垃圾文件的功能，在“清理”下拉菜单中有两个子菜单项“扫描垃圾文件”和“删除垃圾文件”。要完成这两项功能，都需要找到垃圾文件所在位置，由于计算机中垃圾文件的分布是随机的，在各子目录中都有可能有垃圾文件，因此，首先就需要编写程序对目录进行遍历。

20.3.1 迭代目录

要遍历目录，有其他程序设计语言经验的读者首先就可以想到，可以使用递归算法来进行遍历。例如，如下程序就可遍历“C:\python32”目录，将该目录及其子目录中的文件名逐个输出。

在上面的程序中，首先使用os模块中的listdir方法获取传入参数（目录）中的所有文件和子目录，然后循环处理。具体的处理过程是：首先输出当前项（文件或目录）的名称（使用join方法将父目录名和当前项连接起来），然后判断当前项为目录，则递归调用traverse函数处理下层子目录。有关递归算法的用法，可参考算法相关的书籍。

当然，在以上程序中将函数traverse的参数换成其他目录，就可以遍历相应目录下的文件了。另外，在上面的遍历程序中，只是输出文件名，也可以这里的输出操作换成其他操作。

在Python中，os模块提供了一个名为walk的函数，这个函数就可以完成递归的功能。该函数将返回一个元组（root,dirs,files），其中的root表示当前目录，dirs是当前目录下的所有子目录，而files则表示当前目录下的所有文件。下面的程序可完成对指定目录的遍历，并输出文件名（与traverse.py程序的功能相同）：

20.3.2 扫描垃圾文件

学会编写程序遍历目录后，再回到案例中来，接下来就可编写程序，遍历目录找出所有的垃圾文件，并进行统计。

在这里，先对垃圾文件进行定义。最简单的方法就是通过文件的扩展名进行界定，例如扩展名为tmp、bak、old、wbk、xlk、_mp、log、gid、chk、syd、$$$、、~*等的文件都是垃圾文件（当然这个列表可以扩充）。因此，在遍历目录时就可判断文件扩展名是否为列表中的内容，若是，则该文件就是垃圾文件。

将上节中编写的Findfat2.py另存为Findfat3.py，然后进行修改。

首先在程序开始处编写以下内容，导入os和os.path模块（处理文件需要使用），然后将定义为垃圾文件的扩展名保存到一个全局变量rubbishExt列表中。

#coding:utf-8

对于rubbishExt列表可进行扩展（注意，这里将log定义为垃圾文件，很多日志文件的扩展名为log，如果调试或分析系统时需要用到，则不要将其定义为垃圾文件进行删除）。

接着，在Windows类中编写以下函数，进行垃圾文件扫描。

最后，修改函数MenuScanRubbish，只需要在原有程序下方增加一行调用ScanRubbish函数即可，修改后的MenuScanRubbish函数如下：

20.3.3 多线程加速

出现这个问题的原因是什么呢？在Python程序遍历目录时需要用很长的时间，可能是几分钟，也可能是几十分钟甚至几个小时。在执行遍历程序时，窗口就无法响应其他操作。因此，就出现了前面的这些问题。

该怎么办？这时就应该使用Python的多线程操作了，将耗时的操作用另一个后台线程去进行，则前台GUI界面仍然可响应用户操作。

在使用多线程，需要导入threading模块，继续修改Findfat.py程序，在前面添加导入threading模块的程序，修改内容如下：

20.3.4 扫描垃圾文件扫描所有磁盘

到目前为止，已经编写完成了扫描垃圾文件的程序。但是，还有一问题，前面的扫描程序都扫描C盘，没有对其他硬盘进行扫描。

接下来编写程序，对所有磁盘进行扫描。将Findfat3.py程序另存为Findfat4.py，然后开始新功能的扩展。

在Python的os和os.path模块中没有提供获取当前计算机盘符的方法（盘符只是DOS或Windows中才有的概念），不过，也可以通过编写Python程序来获取当前计算机中有哪些盘符。以下程序就是一种方法。

在以上函数中，循环处理整数65～90，将这些整数通过Chr方法转换为字母A～Z，分别表示Windows中的A盘～Z盘，通过os.path.isdir方法判断“C:/”~“Z:/”是不是一个有效的目录，如果是，则表示存在这个盘符。函数最后返回一个元组。

获取所有盘符后，接下来还需要修改ScanRubbish函数，将该函数修改为可接受一个元组参数scanpath（元组参数中保存中盘符或一系列目录），然后在循环扫描代码部分添加一个外层循环，循环处理参数scanpath中的每一个元素，具体程序修改为如下形式：

最后，还需要修改MenuScanRubbish函数，在该函数中调用GetDrives函数获取所有盘符，再将这些盘符作为参数传递给
ScanRubbish函数（在初始化线程时传入），程序修改为如下形式：

运行Findfat4.py，选择菜单“清理”→“扫描垃圾文件”命令，Python将对当前计算机中所有磁盘进行扫描，最后得到如图20.6所示的结果。

注意： 当计算机中有多个磁盘，且保存的文件较多时，这个扫描过程将需较长时间。

20.3.5 删除垃圾文件

下面编写删除垃圾文件的程序，将Findfat4.py另存为Findfat5.py，开始编写新的程序。删除垃圾文件的程序与扫描垃圾文件的程序相似，只是在找到垃圾文件后增加一条删除文件的程序代码即可。需要注意的是，在Windows中有些临时文件是系统当前正在使用的，无法删除。因此需要增加一个异常处理，当删除出现异常时跳过即可。删除垃圾文件的函数如下：

20.4 搜索文件

其实，编写好扫描垃圾文件的程序后，再编写搜索文件的程序就很简单了。同样是遍历计算机中所有磁盘，然后再匹配指定条件即可。

20.4.1 搜索超大文件

虽然现在计算机中的硬盘容量越来越大，但是随着使用时间延长，总感觉硬盘空间不够用。每隔一段时间，就会为腾出更多磁盘空间进行一番操作。

其实，经常会有很多非常大的文件藏在磁盘的某一个角落，可能这些文件几年都没有使用过。将这些文件找出来，转移到移动硬盘（或直接删除），就可让硬盘空出一定的空间。

如果人工逐个目录去查找，费时费力，还有可能遗漏。这时，当然就该Python出场了。接着上节的案例继续编写搜索大文件的程序，将Findfat5.py程序另存为Findfat6.py，就可以开始编写程序了。在搜索大文件之前，需要用户确定大文件的界限，即多大的文件算大文件。最好的方式就是使用tkinter的标准对话框。在前面的程序中使用了tkinter.messagebox模块中的方法来显示信息，而接收用户输入的标准对话框可使用tkinter.simpledialog模块中的相关方法。因此，首先需导入该查模块。如下所示程序导入tkinter.simpledialog模块。

接下来修改MenuScanBigFile函数，将该函数原有程序全部删除，改写为以下内容：

在上面的程序中，首先调用tkinter.simpledialog.askinteger方法，接收用户输入一个文件大小的整数值，接着创建一个线程，在线程构造函数中调用ScanBigFile函数搜索大文件，并将用户输入的文件大小s作为元给传入。

最后编写ScanBigFile函数，具体内容如下：

在上面的程序中，遍历计算机中所有磁盘的每一个目录，通过os.path.getsize方法获取文件的大小，然后和传入的参数filesize进行比较，若比filesize大，则找到一个大文件，将其添加到列表框中。

运行Findfat6.py程序，选择菜单“搜索”→“搜索大文件”命令，将显示如图20.8左图所示的对话框，输入文件大小，单击“OK”按钮开始搜索大文件，最后的结果如图20.8右图所示。

20.4.2 按名称搜索文件

与搜索大文件类似，要搜索文件名中包含部分字符的文件，也需要用户输入要搜索文件名的部分字符，然后遍历磁盘各目录，逐个比对文件名。

首先修改MenuSearchFile函数的程序，将原来该函数中的内容全部删除，改为以下内容：

以上程序中首先让用户输入文件名中的部分字符，然后创建一个线程，调用SearchFile函数，传入用户输入的字符串进行搜索。接着编写SearchFile函数的代码如下：

在以上程序中，使用upper函数将传入的文件名部分字符转换为大写，接着遍历计算机磁盘的目录，用find方法逐个比较文件名字符，如果有相同的内容（即find函数返回值大于等于0，若find函数返回值为-1，则表示没有相同字符串）表示找到一个文件，将其添加到文本框中即可。

运行Findfat7.py程序，选择菜单“搜索”→“按名称搜索文件”命令，将弹出一个对话框，在其中输入要搜索文件名的部分字符，如图20.9左图所示。单击“OK”按钮，Python就开始搜索计算机中是否存在文件名中包含“Findfat”的文件，经过一段时间的搜索，最后得到如图20.9右图所示的结果。

20.5 小结

本章介绍了用Python编写Windows优化程序的案例，案例中综合运用了GUI设计、多线程、文件目录访问等多个知识点。这个案例主要完成了3部分功能：首先演示了使用tkinter模块创建GUI界面的全过程；接着介绍了遍历目录程序的编写方法，在此基础上，通过遍历目录，对计算机中的垃圾文件进行扫描、删除操作；最后还通过遍历完成文件的搜索功能。在本案例中，为了使图形界面能随时响应用户操作，对遍历目录这种耗时操作使用了多线程技术进行处理。