python 如何文件复制

在Python中，文件复制可以通过多种方式实现，包括使用内置模块shutil、os模块以及手动读取和写入文件等方法。推荐使用shutil模块，因为它提供了简单且高效的接口来进行文件复制操作。 shutil.copy()是一个常用的函数，它能复制文件的内容和权限，但不包括元数据。shutil.copy2()则可以复制文件的内容、权限以及元数据。os模块可以用于更低级的文件操作，但通常需要手动处理文件流。如果需要复制整个目录，shutil.copytree()是一个合适的选择。

以下将详细介绍不同的文件复制方法：

一、使用SHUTIL模块复制文件

shutil模块是Python标准库的一部分，专门用于高阶文件操作，包括文件复制。

1.1、使用shutil.copy()

shutil.copy(src, dst)是最简单的文件复制方法。它复制文件内容和权限，但不复制元数据。

import shutil
def copy_file(src, dst):
    try:
        shutil.copy(src, dst)
        print(f"File {src} copied to {dst} successfully.")
    except FileNotFoundError:
        print("The source file does not exist.")
    except PermissionError:
        print("Permission denied.")
    except Exception as e:
        print(f"Error occurred: {e}")

解释：shutil.copy()函数需要两个参数：源文件路径src和目标路径dst。如果目标路径是一个目录，它会将文件复制到该目录中。

1.2、使用shutil.copy2()

shutil.copy2(src, dst)与shutil.copy()类似，但它还复制文件的元数据，如修改时间和访问权限。

import shutil
def copy_file_with_metadata(src, dst):
    try:
        shutil.copy2(src, dst)
        print(f"File {src} copied to {dst} with metadata successfully.")
    except FileNotFoundError:
        print("The source file does not exist.")
    except PermissionError:
        print("Permission denied.")
    except Exception as e:
        print(f"Error occurred: {e}")

解释：shutil.copy2()适用于需要保留文件属性的场景。

1.3、使用shutil.copyfile()

shutil.copyfile(src, dst)仅复制文件内容，不复制权限和元数据。目标必须是完整文件路径。

import shutil
def copy_file_strict(src, dst):
    try:
        shutil.copyfile(src, dst)
        print(f"File {src} copied to {dst} successfully.")
    except FileNotFoundError:
        print("The source file does not exist.")
    except PermissionError:
        print("Permission denied.")
    except Exception as e:
        print(f"Error occurred: {e}")

解释：适用于只需复制文件内容的情况，且目标路径必须是一个文件，而不是目录。

二、使用OS模块进行文件复制

os模块提供了更底层的文件操作功能，但需要手动处理文件流。

2.1、手动读取和写入文件

可以使用os模块手动打开、读取和写入文件来实现复制。

import os
def copy_file_manual(src, dst):
    try:
        with open(src, 'rb') as fsrc:
            with open(dst, 'wb') as fdst:
                while True:
                    buf = fsrc.read(1024 * 1024)
                    if not buf:
                        break
                    fdst.write(buf)
        print(f"File {src} copied to {dst} successfully.")
    except FileNotFoundError:
        print("The source file does not exist.")
    except PermissionError:
        print("Permission denied.")
    except Exception as e:
        print(f"Error occurred: {e}")

解释：这种方法提供了对复制过程的完全控制，可以处理大文件和网络流等复杂场景。

2.2、使用os.system调用操作系统命令

还可以通过os.system()调用操作系统的cp命令进行复制。

import os
def copy_file_os_command(src, dst):
    try:
        command = f"cp {src} {dst}"
        os.system(command)
        print(f"File {src} copied to {dst} using OS command successfully.")
    except Exception as e:
        print(f"Error occurred: {e}")

解释：这种方法依赖于操作系统的命令，跨平台兼容性较差，不推荐在需要移植的程序中使用。

三、复制整个目录

在许多情况下，需要复制的不仅是单个文件，而是整个目录。

3.1、使用shutil.copytree()

shutil.copytree(src, dst)可以递归地复制整个目录树。

import shutil
def copy_directory(src, dst):
    try:
        shutil.copytree(src, dst)
        print(f"Directory {src} copied to {dst} successfully.")
    except FileExistsError:
        print("The destination directory already exists.")
    except FileNotFoundError:
        print("The source directory does not exist.")
    except PermissionError:
        print("Permission denied.")
    except Exception as e:
        print(f"Error occurred: {e}")

解释：shutil.copytree()自动处理子目录和文件，非常适合需要完整复制目录结构的场景。

3.2、复制目录中的特定文件类型

可以结合os和shutil模块复制目录中某种特定类型的文件。

import os
import shutil
def copy_specific_file_type(src, dst, file_extension):
    try:
        for root, dirs, files in os.walk(src):
            for file in files:
                if file.endswith(file_extension):
                    full_file_path = os.path.join(root, file)
                    shutil.copy(full_file_path, dst)
        print(f"Files with extension {file_extension} from {src} copied to {dst} successfully.")
    except FileNotFoundError:
        print("The source directory does not exist.")
    except PermissionError:
        print("Permission denied.")
    except Exception as e:
        print(f"Error occurred: {e}")

解释：这种方法通过遍历源目录，找到匹配的文件类型并复制到目标目录。

四、错误处理和性能优化

在实际使用中，文件复制操作可能会遇到各种错误，需要进行适当的错误处理和性能优化。

4.1、错误处理

使用try和except块捕捉和处理常见错误，如FileNotFoundError和PermissionError。

解释：确保程序不会因未处理的异常而崩溃，并向用户提供有用的错误信息。

4.2、性能优化

对于大文件，使用较大的缓冲区（例如1MB）可以提高复制速度。

def copy_large_file(src, dst):
    try:
        with open(src, 'rb') as fsrc, open(dst, 'wb') as fdst:
            while True:
                buf = fsrc.read(1024 * 1024)  # 1MB buffer
                if not buf:
                    break
                fdst.write(buf)
        print(f"Large file {src} copied to {dst} successfully.")
    except Exception as e:
        print(f"Error occurred: {e}")

解释：使用较大的缓冲区能减少I/O操作的次数，从而提升复制性能。

4.3、多线程复制

对于需要同时复制多个文件的情况，可以使用多线程来提高效率。

import threading
def copy_file_thread(src, dst):
    shutil.copy(src, dst)
    print(f"File {src} copied to {dst} in a thread.")
def copy_files_multithread(file_list, dst):
    threads = []
    for src in file_list:
        thread = threading.Thread(target=copy_file_thread, args=(src, dst))
        threads.append(thread)
        thread.start()
    for thread in threads:
        thread.join()
    print("All files copied in multiple threads.")
Example usage
file_list = ['file1.txt', 'file2.txt', 'file3.txt']
copy_files_multithread(file_list, '/path/to/destination/')