Python shutil库高级文件操作指南：复制、归档与权限管理

花开有时

发布时间：2026-10-15 | 4人浏览过

原创

本文深入解析Python标准库shutil的高级文件操作功能。涵盖copyfile、copy2等文件复制函数的区别，详解copytree在文件夹递归复制中的应用及过滤机制。同时介绍文件权限复制、目录移动、文件查找以及归档压缩与解压操作，并结合disk_usage进行磁盘空间检查，提供完整的代码示例与注意事项。

前言

什么是高层级的文件操作？

常规的文件操作通常局限于创建文件、新建文件夹以及向文件中写入数据。若需将文件内容复制至另一文件，使用pathlib等库往往需要手动执行打开源文件、读取内容、再写入目标文件的繁琐步骤。这种基础复制方式无形中增加了代码复杂度与操作步骤。

相比之下，shutil库能够直接完成文件间的复制操作，并支持归档处理。本文将详细介绍文件的高层次操作方法。

一、copyfile()函数

copyfile()函数用于将源文件的内容复制到目标文件中。准确而言，该函数并非仅复制内容，而是直接复制整个文件对象并允许指定新文件名。

具体示例如下：


import shutil

shutil.copyfile('week.csv', 'week_copy.csv')

代码仅有一行，第一个参数指定源文件路径，第二个参数指定目标文件路径。执行后效果如下：

二、copy()与copy2()函数

然而，copyfile()函数存在局限性，其原理是通过打开源文件进行读取。因此，对于某些特殊类型的文件（如UNIX设备节点），若缺乏相应权限，程序将抛出IOERROR错误。

此外，通过copyfile()复制生成的文件是一个新文件，它不包含原文件的访问时间与修改时间属性。

而copy2()函数在复制文件内容后，会同时保留原文件的访问时间与修改时间。具体示例如下：


import shutil
import os
import time

shutil.copy2('week.csv', 'week_copy.csv')
stat_info1 = os.stat('week.csv')
stat_info2 = os.stat('week_copy.csv')
print("源文件信息")
print(oct(stat_info1.st_mode))
print('文件创建时间:{}'.format(time.ctime(stat_info1.st_ctime)))
print('文件访问时间:{}'.format(time.ctime(stat_info1.st_atime)))
print('文件修改时间:{}'.format(time.ctime(stat_info1.st_mtime)))
print("复制文件信息")
print(oct(stat_info2.st_mode))
print('文件创建时间:{}'.format(time.ctime(stat_info2.st_ctime)))
print('文件访问时间:{}'.format(time.ctime(stat_info2.st_atime)))
print('文件修改时间:{}'.format(time.ctime(stat_info2.st_mtime)))

执行后效果如下：

copy()函数与copyfile()类似，均用于复制文件，但copy()更灵活，既支持文件也支持目录。若传入文件夹名称，它会将文件复制到该文件夹下，并保持原文件名；若传入文件夹路径给copyfile()，则会直接报错。

具体示例如下：


import shutil
import os

os.mkdir('data')
shutil.copy('week.csv', 'data')

执行后效果如下：

三、copymode()与copystat()函数

通过copy2()函数，我们了解了如何复制文件内容及时间信息。但该操作并不包含文件权限设置。例如在Win10系统中，C盘部分文件可能仅具备只读权限。若需将源文件的权限也复制到目标文件，该如何操作？

答案是使用copymode()函数，具体示例如下：


import shutil
import os, stat

with open("temp.txt", 'wt') as file:
    file.write("11111111111111111")
os.chmod("temp.txt", stat.S_IREAD)
shutil.copymode('temp_copymode.txt', 'temp.txt')
print(oct(os.stat('temp.txt').st_mode))
print(oct(os.stat('temp_copymode.txt').st_mode))

需注意，copymode()仅复制文件权限属性，而非文件内容。这意味着目标文件名必须已存在，才能将源文件的权限赋予它。例如，此处是将temp.txt的权限复制给temp_copymode.txt，因此temp_copymode.txt必须预先存在。此操作仅改变权限，不复制文件内容（stat.S_IXGRP表示组用户组的执行权限）。

至于copystat()函数，它不仅复制文件权限，还复制文件的其他元信息。具体代码如下：


import shutil
import os, stat
import time

with open("temp.txt", 'wt') as file:
    file.write("11111111111111111")
os.chmod("temp.txt", stat.S_IXGRP)
shutil.copystat('temp_copymode.txt', 'temp.txt')
stat_info1 = os.stat('temp.txt')
stat_info2 = os.stat('temp_copymode.txt')
print("源文件信息")
print(oct(stat_info1.st_mode))
print('文件创建时间:{}'.format(time.ctime(stat_info1.st_ctime)))
print('文件访问时间:{}'.format(time.ctime(stat_info1.st_atime)))
print('文件修改时间:{}'.format(time.ctime(stat_info1.st_mtime)))
print("复制文件信息")
print(oct(stat_info2.st_mode))
print('文件创建时间:{}'.format(time.ctime(stat_info2.st_ctime)))
print('文件访问时间:{}'.format(time.ctime(stat_info2.st_atime)))
print('文件修改时间:{}'.format(time.ctime(stat_info2.st_mtime)))

执行后效果如下：

四、复制整个文件夹

上述复制操作均针对单个文件。在实际项目中，常需将整个文件夹复制到指定位置。虽然实现文件夹递归复制涉及复杂逻辑，但shutil库提供了更简便的函数：copytree()。

具体示例如下：


import shutil

shutil.copytree('./text', './text_copy')

仅需一行代码即可完成整个文件夹的复制。需注意，第二个参数指定目标目录，该目录不能预先存在，copytree()会自动创建；若目标目录已存在，程序将报错。

参数copy_function

有时，我们复制文件夹时并不需要完整复制所有内容，而是希望筛选符合特定规则的文件。例如，仅复制某文件夹下所有后缀为.py的文件，如何实现？

具体示例如下：


import shutil

def verbose_copy(src, dst):
    if src.endswith(".py"):
        return shutil.copy2(src, dst)

shutil.copytree('./text', './text_copy', copy_function=verbose_copy)

此处通过copytree()函数的copy_function参数进行筛选。该参数接收一个函数，用于判断文件是否符合规则（如判断后缀是否为.py）后再执行复制。虽然会保留目录结构，但仅复制符合后缀条件的.py文件。

参数ignore

copytree()除了copy_function参数外，还提供ignore参数，用于排除特定文件。例如，若需复制除.py后缀外的所有文件，可如下实现：


import shutil

shutil.copytree('./text', './text_copy', ignore=shutil.ignore_patterns('*.py'))

如此，符合*.py规则的文件将被排除，不会执行复制操作。

五、删除整个文件夹

既然支持复制整个文件夹，shutil库也提供了反向操作函数rmtree()，用于删除整个文件夹。


import shutil

shutil.rmtree('./text_copy')

执行后，即可删除之前复制的文件夹内容。

六、移动文件夹或文件

除复制外，实际项目中常需将文件或目录移动至其他位置。shutil库提供了move()函数用于实现文件或文件夹的移动操作。

具体示例如下：


import shutil

shutil.move('week.csv', './text')

此处将csv文件移动至之前用于复制的text源文件目录中（移动文件夹的操作方式相同，仅需将文件名替换为文件夹名即可）。

七、查找文件

在更多文件操作场景中，往往需要查找特定文件。shutil库提供了which()函数用于搜索目标文件。该函数包含3个参数：mode用于设置查找文件的权限，path指定查找路径，cmd指定要查找的文件名。

具体示例如下：


import shutil

filename = shutil.which('python')
print(filename)

执行后效果如下：

八、归档操作

shutil库提供了更多高层函数来创建和解压归档文件。首先查看shutil库支持哪些压缩格式，具体示例如下：


import shutil

for format,desc in shutil.get_archive_formats():
    print('{:<5}:{}'.format(format,desc))

执行后效果如下：

这简单理解为支持的压缩格式列表。

8.1 压缩文件

先来看一个简单的例子，将某个文件夹进行压缩，代码如下：


import shutil

shutil.make_archive('text','gztar',root_dir='..',base_dir='base_demo')

此处将text文件夹压缩为gztar格式。执行后效果如下：

其中，root_dir指定压缩路径的根目录（默认为当前目录），仅能指定路径，优先级低于base_dir。base_dir指定要压缩的文件或路径，可指定路径下的具体文件名或整个路径。

8.2 解压缩

既然有压缩，自然也有解压缩。shutil库提供了unpack_archive()函数用于解压文件。具体示例如下：


import shutil

shutil.unpack_archive('text.tar.gz',extract_dir='text_un')

unpack_archive()函数的第一个参数指定需要解压的文件，第二个参数指定解压后的目标目录。

8.3 文件系统空间

在执行可能耗尽可用空间的长时间操作前，最好先检查本地文件系统，查看剩余空间。shutil库提供了disk_usage()函数，返回总空间、已使用空间及未使用空间的信息。

具体示例如下：


import shutil

(total, used, free) = shutil.disk_usage("E:/")
BytesPerGB = 1024 * 1024 * 1024
print ("Total: %.2fGB" % (float(total)/BytesPerGB))
print ("Used: %.2fGB" % (float(used)/BytesPerGB))
print ("Free: %.2fGB" % (float(free)/BytesPerGB))

执行后效果如下：