Python文件压缩与解压

Python标准库提供了多个模块用于文件压缩和解压操作，包括 gzip 、 zipfile 和 tarfile 模块。本文档介绍这三个模块的核心用法。

一、`gzip` 模块

gzip 模块提供了对 gzip 格式文件的读写支持，功能类似于 GNU 应用程序 gzip 和 gunzip。数据压缩由 zlib 模块提供。

1. gzip.open() 函数

语法格式

1	`gzip.open(filename, mode='rb', compresslevel=9, encoding=None, errors=None, newline=None)`

参数说明

参数	说明	示例
`filename`	文件名或文件对象	`gzip.open('file.gz')`
`mode`	模式：`'rb'`/`'wb'`/`'ab'` 等	`mode='wb'`
`compresslevel`	压缩等级（0-9）	`compresslevel=9`
`encoding`	文本模式编码	`encoding='utf-8'`

示例

import gzip

# 写入gzip压缩文件
content = b"Hello, World! This is a test file."
with gzip.open('test.txt.gz', 'wb') as f:
    f.write(content)

# 读取gzip压缩文件
with gzip.open('test.txt.gz', 'rb') as f:
    decompressed_data = f.read()
    print(f"解压内容: {decompressed_data}")

# 文本模式读写
with gzip.open('test.txt.gz', 'rt', encoding='utf-8') as f:
    text = f.read()
    print(f"文本内容: {text}")

输出：

1 2	`解压内容: b'Hello, World! This is a test file.' 文本内容: Hello, World! This is a test file.`

2. GzipFile 类

语法格式

1	`gzip.GzipFile(filename=None, mode='rb', compresslevel=9, fileobj=None, mtime=None)`

参数说明

参数	说明	示例
`filename`	文件名	`filename='test.txt'`
`mode`	模式	`mode='wb'`
`compresslevel`	压缩等级	`compresslevel=6`
`fileobj`	文件对象	`fileobj=f`
`mtime`	修改时间	`mtime=time.time()`

属性说明

属性	说明
`mtime`	最后修改时间戳
`name`	文件路径
`mode`	读写模式

示例

import gzip

# 使用GzipFile类
fileobj = open('test.txt.gz', 'wb')
gzip_file = gzip.GzipFile(
    filename='test.txt',
    mode='wb',
    compresslevel=6,
    fileobj=fileobj
)

gzip_file.write(b"Content written via GzipFile")
gzip_file.close()
fileobj.close()

# 读取并查看属性
with gzip.open('test.txt.gz', 'rb') as f:
    print(f"文件名: {f.name}")
    print(f"模式: {f.mode}")
    print(f"压缩内容: {f.read()}")

3. compress() 和 decompress() 函数

语法格式

1 2	`gzip.compress(data, compresslevel=9) gzip.decompress(data)`

函数说明

函数	说明	示例
`compress(data)`	压缩数据	`gzip.compress(b'data')`
`decompress(data)`	解压数据	`gzip.decompress(data)`

示例

import gzip

# 内存压缩
original_data = b"This is some data to compress"
compressed = gzip.compress(original_data, compresslevel=6)
print(f"原始大小: {len(original_data)} bytes")
print(f"压缩后: {len(compressed)} bytes")

# 内存解压
decompressed = gzip.decompress(compressed)
print(f"解压内容: {decompressed}")

二、`zipfile` 模块

zipfile 模块用于读取和写入 ZIP 格式的归档文件。

1. ZipFile 类

语法格式

1	`zipfile.ZipFile(file, mode='r', compression=ZIP_STORED, allowZip64=True, ...)`

参数说明

参数	说明	示例
`file`	文件路径或文件对象	`ZipFile('archive.zip')`
`mode`	模式：`'r'`/`'w'`/`'a'`	`mode='w'`
`compression`	压缩方式	`compression=ZIP_DEFLATED`
`allowZip64`	是否支持ZIP64	`allowZip64=True`

模式说明

模式	说明	示例
`'r'`	读取已存在的ZIP文件	`mode='r'`
`'w'`	创建新ZIP文件（覆盖）	`mode='w'`
`'a'`	追加到已存在的ZIP文件	`mode='a'`
`'x'`	创建新ZIP文件（不存在则创建）	`mode='x'`

示例

import zipfile
import os

# 创建ZIP文件
with zipfile.ZipFile('test.zip', 'w') as zf:
    # 写入字符串内容
    zf.writestr('hello.txt', 'Hello, World!')
    zf.writestr('data.txt', 'Some data here')

# 读取ZIP文件
with zipfile.ZipFile('test.zip', 'r') as zf:
    print("ZIP文件内容:")
    for info in zf.infolist():
        print(f"  {info.filename}: {info.file_size} bytes")
    
    # 读取单个文件
    content = zf.read('hello.txt')
    print(f"\nhello.txt内容: {content.decode()}")

os.remove('test.zip')

输出：

ZIP文件内容:
  hello.txt: 13 bytes
  data.txt: 14 bytes

hello.txt内容: Hello, World!

2. ZipFile 读写方法

语法格式

zf.write(filename, arcname=None, compress_type=None, ...)
zf.writestr(zinfo_or_arcname, data, compress_type=None)
zf.read(name)
zf.extract(member, path=None)
zf.extractall(path=None, members=None)

方法说明

方法	说明	示例
`write(filename, arcname)`	写入文件到ZIP	`zf.write('file.txt')`
`writestr(zinfo, data)`	写入字符串/字节	`zf.writestr('a.txt', 'data')`
`read(name)`	读取文件内容	`zf.read('a.txt')`
`extract(member, path)`	解压单个文件	`zf.extract('a.txt')`
`extractall(path)`	解压所有文件	`zf.extractall('.')`

示例

import zipfile
import os

# 创建ZIP并写入多个文件
with zipfile.ZipFile('files.zip', 'w') as zf:
    zf.writestr('readme.txt', '这是一个README文件')
    zf.writestr('config.json', '{"name": "test", "version": 1}')
    zf.writestr('data.csv', 'id,name\n1,Alice\n2,Bob')

# 读取特定文件
with zipfile.ZipFile('files.zip', 'r') as zf:
    print("读取readme.txt:")
    print(zf.read('readme.txt').decode('utf-8'))
    
    print("\n读取config.json:")
    print(zf.read('config.json').decode('utf-8'))

os.remove('files.zip')

3. ZipInfo 对象

语法格式

1	`zipfile.ZipInfo(filename='/', date_time=(1980,1,1,0,0,0), ...)`

ZipInfo属性说明

属性	说明	示例
`filename`	文件名	`info.filename`
`file_size`	原始文件大小	`info.file_size`
`compress_size`	压缩后大小	`info.compress_size`
`date_time`	修改时间	`info.date_time`
`compress_type`	压缩类型	`info.compress_type`

示例

import zipfile
import os

# 创建ZIP并获取ZipInfo
with zipfile.ZipFile('info.zip', 'w') as zf:
    zf.writestr('document.txt', 'Document content')

# 获取详细信息
with zipfile.ZipFile('info.zip', 'r') as zf:
    for info in zf.infolist():
        print(f"文件名: {info.filename}")
        print(f"原始大小: {info.file_size} bytes")
        print(f"压缩大小: {info.compress_size} bytes")
        print(f"压缩比: {info.file_size / info.compress_size:.1f}x")
        print(f"修改时间: {info.date_time}")

os.remove('info.zip')

三、`tarfile` 模块

tarfile 模块用于读取和写入 tar 归档文件，支持 gzip、bz2 和 lzma 压缩。

1. tarfile.open() 函数

语法格式

1	`tarfile.open(name=None, mode='r', fileobj=None, bufsize=10240, **kwargs)`

mode模式说明

模式	说明	示例
`'r'`	读取透明压缩文件	`mode='r'`
`'r:'`	读取未压缩tar	`mode='r:'`
`'r:gz'`	读取gzip压缩tar	`mode='r:gz'`
`'r:bz2'`	读取bz2压缩tar	`mode='r:bz2'`
`'r:xz'`	读取xz压缩tar	`mode='r:xz'`
`'w'`	写入透明压缩tar	`mode='w'`
`'w:gz'`	写入gzip压缩tar	`mode='w:gz'`
`'w:xz'`	写入xz压缩tar	`mode='w:xz'`

参数说明

参数	说明	示例
`name`	文件名	`name='archive.tar.gz'`
`mode`	打开模式	`mode='w:gz'`
`fileobj`	文件对象	`fileobj=f`

示例

import tarfile
import os

# 创建tar.gz归档
with tarfile.open('test.tar.gz', 'w:gz') as tf:
    # 添加字符串内容
    import io
    info = tarfile.TarInfo(name='readme.txt')
    data = b'Readme content'
    info.size = len(data)
    tf.addfile(info, io.BytesIO(data))
    
    # 添加文件（如果有的话）
    # tf.add('existing_file.txt', arcname='file.txt')

# 读取tar.gz归档
with tarfile.open('test.tar.gz', 'r:gz') as tf:
    print("归档内容:")
    for member in tf.getmembers():
        print(f"  {member.name}: {member.size} bytes")
    
    # 提取单个文件
    member = tf.getmember('readme.txt')
    f = tf.extractfile(member)
    if f:
        print(f"\nreadme.txt内容: {f.read().decode()}")

os.remove('test.tar.gz')

2. TarFile 常用方法

语法格式

tf.add(name, arcname=None, recursive=True, ...)
tf.addfile(tarinfo, fileobj=None)
tf.extract(member, path='.')
tf.extractall(path='.', members=None)
tf.getmembers()
tf.getnames()
tf.list(members=None)

方法说明

方法	说明	示例
`add(name, arcname)`	添加文件/目录	`tf.add('file.txt')`
`addfile(tarinfo, fileobj)`	添加TarInfo文件	`tf.addfile(info, f)`
`extract(member, path)`	解压单个文件	`tf.extract('a.txt')`
`extractall(path)`	解压所有文件	`tf.extractall('.')`
`getmembers()`	获取所有成员列表	`tf.getmembers()`
`getnames()`	获取所有成员名称	`tf.getnames()`
`list(members)`	列出成员信息	`tf.list()`

示例

import tarfile
import os

# 创建tar归档
with tarfile.open('archive.tar', 'w') as tf:
    # 创建TarInfo
    info = tarfile.TarInfo(name='config.txt')
    content = b'key=value\ndebug=true'
    info.size = len(content)
    
    # 添加到归档
    import io
    tf.addfile(info, io.BytesIO(content))

# 列出归档内容
with tarfile.open('archive.tar', 'r') as tf:
    print("归档成员:")
    for m in tf.getmembers():
        print(f"  {m.name}: {m.size} bytes")
    
    # 列出详细信息
    print("\n详细信息:")
    tf.list()

os.remove('archive.tar')

3. TarInfo 对象

语法格式

1	`tarfile.TarInfo(name='')`

TarInfo属性说明

属性	说明	示例
`name`	文件名	`info.name`
`size`	文件大小	`info.size`
`mtime`	修改时间	`info.mtime`
`type`	文件类型	`info.type`
`mode`	文件权限	`info.mode`
`uid`	用户ID	`info.uid`
`gid`	组ID	`info.gid`

示例

import tarfile
import os

# 创建带详细信息的tar文件
with tarfile.open('detailed.tar', 'w') as tf:
    info = tarfile.TarInfo(name='myfile.txt')
    info.size = 100
    info.mtime = 1234567890
    info.mode = 0o644
    info.uid = 1000
    info.gid = 1000
    
    import io
    tf.addfile(info, io.BytesIO(b'x' * 100))

# 读取并验证信息
with tarfile.open('detailed.tar', 'r') as tf:
    member = tf.getmember('myfile.txt')
    print(f"文件名: {member.name}")
    print(f"大小: {member.size} bytes")
    print(f"权限: {oct(member.mode)}")
    print(f"UID/GID: {member.uid}/{member.gid}")

os.remove('detailed.tar')

四、模块对比与选择

模块	用途	压缩格式	特点
`gzip`	单文件压缩	gzip	简单高效，适合单个文件
`zipfile`	ZIP归档	ZIP	多文件归档，可读可写
`tarfile`	tar归档	tar/gz/bz2/xz	多文件归档，支持多种压缩

选择建议：

压缩单个文件使用 gzip
需要读写ZIP格式使用 zipfile
需要tar格式或多种压缩格式使用 tarfile
多文件且需要压缩可用 tarfile + 压缩模式

Python

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Python文件压缩与解压

一、gzip 模块

1. gzip.open() 函数

2. GzipFile 类

3. compress() 和 decompress() 函数

二、zipfile 模块

1. ZipFile 类

2. ZipFile 读写方法

3. ZipInfo 对象

三、tarfile 模块

1. tarfile.open() 函数

2. TarFile 常用方法

3. TarInfo 对象

四、模块对比与选择

一、`gzip` 模块

二、`zipfile` 模块

三、`tarfile` 模块