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在日常的 Python 开发中，我们经常需要对文件和文件夹进行复制、移动、压缩等操作。虽然 os 模块也能完成部分功能，但它更偏向底层，操作相对繁琐。而 shutil（shell utility）模块则提供了更高级、更方便的文件操作方法。

本文将总结 shutil 的常用功能，并通过示例帮助你快速掌握它。

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1. 基本文件操作

1.1 复制文件

• 复制文件：shutil.copy(src, dst)
• 复制文件并保留权限：shutil.copy2(src, dst)

import shutil

shutil.copy("test.txt", "backup.txt")       # 复制文件内容
shutil.copy2("test.txt", "backup2.txt")     # 复制文件+元数据（修改时间、权限等）

注意：dst 可以是目录，此时会自动使用 src 文件名作为目标文件名。

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1.2 复制整个目录

• 复制目录：shutil.copytree(src, dst, dirs_exist_ok=False)

shutil.copytree("my_folder", "my_folder_backup")

• 如果目标目录存在，Python 3.8+ 可以用 dirs_exist_ok=True：

shutil.copytree("my_folder", "my_folder_backup", dirs_exist_ok=True)

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1.3 移动或重命名文件/目录

• 移动（或重命名）：shutil.move(src, dst)

shutil.move("test.txt", "archive/test.txt")

如果 dst 是目录，则移动到该目录；如果是文件名，则相当于重命名。

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1.4 删除目录

• 递归删除：shutil.rmtree(path)

shutil.rmtree("temp_folder")

⚠ 注意：rmtree 会直接删除整个目录树，不可恢复，使用前务必确认！

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2. 高级文件操作

2.1 文件描述符复制

shutil.copyfileobj(fsrc, fdst, length=16*1024)
适用于打开的文件对象之间的复制：

with open("source.txt", "rb") as fsrc, open("target.txt", "wb") as fdst:
    shutil.copyfileobj(fsrc, fdst)

可以指定 length 来控制缓冲区大小，提高大文件复制效率。

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2.2 获取磁盘空间

total, used, free = shutil.disk_usage("/")
print(f"总空间: {total // (1024**3)} GB")
print(f"已用空间: {used // (1024**3)} GB")
print(f"可用空间: {free // (1024**3)} GB")

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2.3 查找可执行文件

path = shutil.which("python")
print(path)  # 例如：C:\Python39\python.exe

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3. 压缩与解压

shutil 提供了快速的压缩/解压工具（底层基于 zipfile、tarfile）。

3.1 压缩目录

shutil.make_archive("backup", "zip", "my_folder")
# 生成 backup.zip，包含 my_folder 的所有内容

参数：

• 第1个参数：生成文件名（不带扩展名）
• 第2个参数：压缩格式（zip、tar、gztar、bztar、xztar）
• 第3个参数：要打包的目录

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3.2 解压文件

shutil.unpack_archive("backup.zip", "restore_folder")

自动识别压缩格式并解压到 restore_folder。

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4. 实用技巧

4.1 仅复制目录结构（不复制文件）

有时只想复制目录树，可以这样做：

import os

def copy_structure(src, dst):
    for root, dirs, files in os.walk(src):
        for d in dirs:
            new_dir = os.path.join(dst, os.path.relpath(os.path.join(root, d), src))
            os.makedirs(new_dir, exist_ok=True)

copy_structure("my_folder", "empty_structure")

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4.2 目录同步（覆盖更新）

shutil.copytree("src_folder", "dst_folder", dirs_exist_ok=True)

适用于做增量更新。

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4.3 临时文件管理

搭配 tempfile 模块，可用来做临时拷贝或备份：

import tempfile

with tempfile.TemporaryDirectory() as tmpdir:
    shutil.copy("test.txt", tmpdir)
    print("已拷贝到临时目录:", tmpdir)
# 退出 with 后，临时目录会被自动删除

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5. 总结

shutil 是对 os 的高层封装，能大幅简化文件管理操作：

• 文件/目录：复制、移动、删除
• 压缩/解压：快速打包和解压
• 实用工具：磁盘使用情况、查找可执行文件

在备份、自动化脚本、运维工具等场景中非常实用。

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推荐练习：

1. 实现一个文件夹备份工具：支持 zip 打包 + 时间戳命名。
2. 写个磁盘监控脚本：当磁盘剩余空间低于阈值时报警。
3. 目录同步器：基于 copytree(dirs_exist_ok=True) 做增量更新。

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