如何使用Python创建文件的硬链接？

在Linux和Unix操作系统中，我们可以使用硬链接来创建文件的副本，不同于软链接，硬链接创建的副本与原文件指向的是同一个文件Inode，即它们在物理上是共享同一块存储空间的。因此，若修改原文件，则所有指向该文件的硬链接副本都会受到影响。而软链接则是指向原文件的路径，若原文件变更，则软链接便会失效。

Python通过os模块提供了创建硬链接的方法，而支持硬链接的操作系统必须提供对应的系统调用。在Windows操作系统中，并没有提供硬链接的方法，因此无法在该操作系统中执行硬链接的相关操作。

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使用os.link()方法创建硬链接

os.link()方法用于在指定的路径上创建硬链接，其参数说明如下：

os.link(src_file, dst_file)

src_file：需要创建硬链接的原文件的路径。

dst_file：新建硬链接的文件路径。

下面是一个创建硬链接的示例代码，创建一个名为“test.txt”的原文件，然后创建一个名为“test_link”的硬链接文件：

import os

filename = 'test.txt'
linkname = 'test_link'

# 创建原文件
with open(filename, 'w') as f:
    f.write('This is a test file.\n')

# 创建硬链接
os.link(filename, linkname)

# 验证硬链接
print(os.path.samefile(filename, linkname))  # True

这里使用了os.path.samefile()方法来判断两个文件是否为同一个文件Inode。

使用os.makedirs()方法创建多级目录下的硬链接

在创建硬链接时，可能需要同时创建多级目录下的硬链接文件。此时可以使用os.makedirs()方法来创建多级目录，代码示例如下：

import os

filename = 'path/a/test.txt'
linkname = 'path/b/test_link'

# 创建多级目录
os.makedirs(os.path.dirname(linkname), exist_ok=True)

# 创建原文件
with open(filename, 'w') as f:
    f.write('This is a test file.\n')

# 创建硬链接
os.link(filename, linkname)

# 验证硬链接
print(os.path.samefile(filename, linkname))  # True

上面代码中，在创建硬链接前，利用os.makedirs()方法创建了多级目录。需要注意的是，os.makedirs()方法默认是不支持创建重复目录的，因此需要将exist_ok参数设置为True。同时，需要使用os.path.dirname()方法来获取目录路径。

使用os.stat()方法查看文件硬链接数量

有时候需要知道一个文件的硬链接数量，在Python中可以使用os.stat()方法来查看一个文件的相关信息，包括硬链接数量。其参数说明如下：

os.stat(path)

path：需要查看的文件路径。

下面是一个查看文件硬链接数的示例代码：

import os

filename = 'test.txt'
linkname = 'test_link'

# 创建原文件
with open(filename, 'w') as f:
    f.write('This is a test file.\n')

# 创建硬链接
os.link(filename, linkname)

# 查看硬链接数
print(os.stat(filename).st_nlink)  # 2
print(os.stat(linkname).st_nlink)  # 2

这里通过os.stat()方法获取文件相关信息后，使用st_nlink属性获取文件的硬链接数量。

结论

使用Python创建文件的硬链接非常简单，在Linux和Unix操作系统中可以使用os.link()方法来创建。同时，os.path.samefile()方法可以判断两个文件是否为同一个文件Inode，os.makedirs()方法用于同时创建多级目录文件。若需要查看一个文件的硬链接数，则可以使用os.stat()方法来获取相关信息。