为何os.path系列函数无法识别Ubuntu下的/dev/ttyUSB0设备文件？

在Ubuntu 22.04系统（Python 3.10环境）下编写了检测UART类型USB设备是否连接的脚本：

import os
path = os.path.join('dev', 'ttyUSB0')
print(f'DBG exists: {os.path.exists(path)}')
print(f'DBG isfile: {os.path.isfile(path)}')
print(f'DBG isdir : {os.path.isdir(path)}')
# print(f'DBG isdevdrive: {os.path.isdevdrive(path)}')
#  causes: AttributeError: module 'posixpath' has no attribute 'isjunction'
print(f'DBG islink: {os.path.islink(path)}')
# print(f'DBG isjunction: {os.path.isjunction(path)}')
#  causes: ditto
print(f'DBG lexists: {os.path.lexists(path)}')

脚本输出：

DBG exists: False
DBG isfile: False
DBG isdir : False
DBG islink: False
DBG lexists: False

但通过命令行执行ls -al /dev/ttyUSB0可确认设备文件存在：

$ ls -al /dev/ttyUSB0
crw-rw----+ 1 root dialout 188, 0 Sep 25 10:42 /dev/ttyUSB0

疑问：为何os.path系列函数始终返回False？

• 路径错误是核心原因：脚本中os.path.join('dev', 'ttyUSB0')生成的是相对路径dev/ttyUSB0，而非系统中真实存在的绝对路径/dev/ttyUSB0。Python会以当前脚本的执行目录为基准查找该相对路径，自然找不到目标设备文件。
• 设备文件类型特性：/dev/ttyUSB0是字符设备文件（权限位开头的c标识），os.path.isfile()会返回False，因为该函数仅判断是否为普通文件。但只要路径正确，os.path.exists()会返回True，因为exists()能识别设备文件、目录、符号链接等各类文件系统对象。
• 平台专属API错误：os.path.isdevdrive()和os.path.isjunction()是Windows平台特有的API，Linux系统下不存在，调用会抛出AttributeError，这与设备文件本身无关。

解决方法：将路径改为绝对路径即可，修改后的代码示例：

import os
path = '/dev/ttyUSB0'  # 直接使用绝对路径，也可以用os.path.join('/dev', 'ttyUSB0')
print(f'DBG exists: {os.path.exists(path)}')
print(f'DBG isfile: {os.path.isfile(path)}')  # 仍返回False，因是字符设备
print(f'DBG isdir : {os.path.isdir(path)}')
print(f'DBG islink: {os.path.islink(path)}')
print(f'DBG lexists: {os.path.lexists(path)}')

内容的提问来源于stack exchange，提问作者JohnA