关键词：相对路径 | 绝对路径 | os.path | __file__ | 当前工作目录 | os.getcwd
本文研究了访问上层目录中文件的三种方法，并分析了各自的优缺点以及使用的函数特性。比较的结论是方法2（基于os.path）为三者中最佳。更新：最近发现python内还有一个pathlib似乎更好用，之后值得一试。另外如果类似需求大量存在，可以学习使用__init__.py将工程打包。
问题情景
需求：在a.py文件中访问上级目录中的文件b.txt，并且保证c.py也能正常工作。
目录结构：
top
├── bottom
│ ├── a.py
│ └── c.py
└── b.txt
b.txt:
123
c.py:
import a
方法1：相对路径
a.py:
# 方法1
path = '../b.txt'
print('path:', path)
with open(path) as f:
print(f.read())
测试：
- 在bottom目录内
$ python a.py
path: ../b.txt
123
$ python c.py
path: ../b.txt
123
a.py和c.py均正常打印出b.txt的内容，说明文件访问成功。
- 在top目录内
$ python bottom/a.py
path: ../b.txt
Traceback (most recent call last):
File "bottom/a.py", line 13, in <module>
with open(path) as f:
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '../b.txt'
$ python bottom/c.py
path: ../b.txt
Traceback (most recent call last):
File "bottom/c.py", line 1, in <module>
import a
File "/home/simonzhao/top/bottom/a.py", line 13, in <module>
with open(path) as f:
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '../b.txt'
a.py和c.py均报错找不到文件，因为此时相对路径'../b.txt'指向的并不是bottom的上层top，而是top目录的上层simonzhao，其中不存在b.txt文件。
对于一个实际的python工程而言，同一文件可能有多种运行场景，比如测试场景和生产场景。测试场景，如使用if __name__ == '__main__'再运行单个py文件，与生产场景下整个工程运行时调用这个py文件，程序的起始点（入口路径或者说是当前工作目录）很可能是不同的，而单纯的相对路径依赖于当前工作目录路径，因此出现单个测试没问题，生产环境中却报错的情况。
方法评价：
- 优点：简单易用
- 缺点：由于相对路径依赖于入口路径，该方法在一些情况下会报错
方法2：绝对路径
先找到a.py所在目录的绝对路径，然后生成b.py的绝对路径。
a.py:
from os.path import dirname, abspath
# 方法2
path = dirname(dirname(abspath(__file__))) + '/b.txt'
print('path:', path)
with open(path) as f:
print(f.read())
测试：
- 在bottom目录内
$ python a.py
path: /home/simonzhao/top/b.txt
123
$ python c.py
path: /home/simonzhao/top/b.txt
123
- 在top目录内
$ python bottom/a.py
path: /home/simonzhao/top/b.txt
123
$ python bottom/c.py
path: /home/simonzhao/top/b.txt
123
可以看到四种情况下生成的path均为b的绝对路径，且均正常输出123。
方法评价：
- 优点：由于使用绝对路径定位文件，一般情况下可以保证程序测试/运行时的正确性，适于实际工程
- 缺点：写法复杂
解释一下方法2用到的东西：
-
__file__: 模块被load时，其文件路径名（the pathname of the file from which the module was loaded, if it was loaded from a file） -
os.path.abspath(path): 返回path所在的目录绝对路径 -
os.path.dirname(path): 单纯使用split()方法，以分隔符为依据，将路径切为dirname和basename两部分，返回dirname部分。可以想到，该方法可以嵌套使用，返回更上层目录的路径；此外，如果path里不包含分隔符，如test.py，该方法将返回空字符串''。
方法3：绝对路径+相对路径
a.py:
from os.path import dirname, abspath
# 方法3
path = dirname(abspath(__file__)) + '/../b.txt'
print('path:', path)
with open(path) as f:
print(f.read())
测试：
- 在bottom目录内
$ python a.py
path: /home/simonzhao/top/bottom/../b.txt
123
$ python c.py
path: /home/simonzhao/top/bottom/../b.txt
123
- 在top目录内
$ python bottom/a.py
path: /home/simonzhao/top/bottom/../b.txt
123
$ python bottom/c.py
path: /home/simonzhao/top/bottom/../b.txt
123
可以看到四种情况下生成的path相同，且均正常输出123。方法3可看作2的变种，少使用了一层dirname，而在后面部分增加了'/..'，因为路径字符串的最前端已确定为绝对路径，所以接在其后的'..'虽然是相对路径但不依赖于当前工作目录路径，指向了该绝对路径的相对上一层top，所以能达成和方法2一样的效果。
方法评价：
- 优点：同方法2
- 缺点：同方法2，且生成的路径不如2直白
更多实验
为加深理解，我们来进行更多实验。加入实验文件test.py后工程的目录结构：
top
├── bottom
│ ├── a.py
│ ├── c.py
│ └── test.py
└── b.txt
test.py:
from os.path import dirname, abspath
import os
print(__file__)
print('current working directory:', os.getcwd()) # 打印当前工作目录
print(dirname(__file__))
print(abspath(__file__))
print(dirname(abspath(__file__)))
print(dirname(dirname(abspath(__file__))))
在不同目录下进行测试：
A. Linux terminal， bottom目录内（注意结果第三行输出了空字符串）
$ python test.py
__file__: test.py
current working directory: /home/simonzhao/top/bottom
/home/simonzhao/top/bottom/test.py
/home/simonzhao/top/bottom
/home/simonzhao/top
B. Linux terminal， top目录内（注意结果前两行与A中的区别，说明__file__也是依赖于程序入口路径的，但方法2和3得到的结果没有变化）
$ python bottom/test.py #
__file__: bottom/test.py
current working directory: /home/simonzhao/top
bottom
/home/simonzhao/top/bottom/test.py
/home/simonzhao/top/bottom
/home/simonzhao/top
需注意以上测试结果都是在Linux下产生，在Windows的CMD和Powershell（特别是后者）中并非完全相同，有需要的童鞋可以测测看。
