Python3中使用zipfile进行文件的压缩和解压缩实现_Python

一、文件压缩与解压缩模块 zipfile简介

zipfile 是 python 标准库中用于处理 zip 压缩文件的模块，提供了创建、读取、写入、解压 zip 文件的完整功能。它支持多种压缩算法，无需安装额外依赖，是处理 zip 格式的首选工具。

核心功能与常用类

zipfile.zipfile 类
这是模块的核心类，用于创建和操作 zip 文件，常用参数：

file：zip 文件路径或文件对象
mode：操作模式（'r' 读取、'w' 创建、'a' 追加）
compression：压缩算法（zip_stored 无压缩，zip_deflated 常用压缩）

常用操作示例

1. 读取 zip 文件内容

import zipfile

with zipfile.zipfile('example.zip', 'r') as zf:
    # 查看压缩包内所有文件
    print(zf.namelist())  # 返回文件名列表
    
    # 查看文件信息（大小、压缩率等）
    for info in zf.infolist():
        print(f"文件名: {info.filename}, 原始大小: {info.file_size}, 压缩后: {info.compress_size}")

2. 解压 zip 文件

import zipfile

with zipfile.zipfile('example.zip', 'r') as zf:
    # 解压所有文件到指定目录（默认当前目录）
    zf.extractall(path='解压目录')
    
    # 解压单个文件
    zf.extract('文件路径/文件名.txt', path='单个文件解压目录')

3. 创建 zip 文件（压缩文件/文件夹）

import zipfile
import os

# 压缩单个文件
with zipfile.zipfile('output.zip', 'w', zipfile.zip_deflated) as zf:
    zf.write('file1.txt', arcname='file1.txt')  # arcname 可指定压缩包内文件名

# 压缩文件夹（含子目录）
def zip_folder(folder_path, zip_path):
    with zipfile.zipfile(zip_path, 'w', zipfile.zip_deflated) as zf:
        for root, dirs, files in os.walk(folder_path):
            for file in files:
                file_path = os.path.join(root, file)
                # 保持相对路径，确保文件夹结构
                arcname = os.path.relpath(file_path, os.path.dirname(folder_path))
                zf.write(file_path, arcname=arcname)

zip_folder('需要压缩的文件夹', 'result.zip')

4. 向现有 zip 追加文件

import zipfile

with zipfile.zipfile('existing.zip', 'a', zipfile.zip_deflated) as zf:
    zf.write('new_file.txt')  # 追加新文件到已有压缩包

注意事项

压缩算法：zip_deflated 需要系统支持 zlib 库（通常默认支持），否则需使用无压缩的 zip_stored。
路径处理：压缩文件夹时需通过 arcname 控制路径，避免生成冗余的绝对路径。
大型文件：处理大文件时建议使用 with 语句，确保资源正确释放。

通过 zipfile 模块，可轻松实现 zip 文件的全流程管理，满足日常压缩/解压需求。

二、案例实操

2.0 测试文件准备

原始结构为:

dir_level_1/
├── file1.txt
├── subfolder1/
│   └── file2.txt
└── subfolder2/
    └── subsubfolder/
        └── file3.txt

程序设计初衷：

将目录“dir_level_1”下所有的文件、子文件夹、子文件夹下的文件，安装原先的层次结构，压缩为一个文件“dir_level_1.zip”。

2.1 综合案例：实现文件压缩、查看压缩内容、解压

"""

    14-5 文件压缩与解压模块-zipfile

        操作系统提供将一般文件或目录进行压缩的功能，压缩后的扩展名是zip，
        python有 zipfile 模块也可以将文件或目录压缩以及解压缩。

        压缩文件或目录：
            zipfile.zipfile(file_name, mode='w', compression=zip_deflated)
                file_name: 压缩文件的名称
                mode: 压缩文件的模式，w表示写入，a表示追加
                compression: 压缩算法，zip_deflated表示使用 deflate 算法进行压缩

        解压文件或目录：
            zipfile.zipfile(file_name, mode='r')

        
    
        14-5-1 执行文件或目录的压缩

            说明：
                执行文件压缩前首先要使用zipfile()方法创建一个压缩后的文件对象，在
                这个方法中另外要加上“w”参数，表明未来是提供 write() 方法写入文件。
            
            语法：
                filezip = zipfile.zipfile('out.zip', mode='w',compression=zip_deflated)

                上述filezip和out.zip皆可以自由命名，filezip是压缩文件对象，代表的out.zip，
                未来将被压缩的文件数据写入到此对象中，就可以将结果保存为 out.zip 文件了。
                
                注意：
                    1、虽然zipfile()无法执行整个目录的压缩，不过可以使用循环（递归）方式将目录底下的文件或文件夹进行压缩，即可达到压缩整个目录的目的。
                    详见：c14-5.2_zip_with_hierarchy.py

        
        14-5-2 读取zip文件

            说明：
                1、listzipinfo.namelist() ： 返回zip文件中所有文件的名称列表（list）。
                2、listzipinfo.infolist() ： 返回各个元素的属性，如文件名、文件大小、压缩结果大小、文件时间、文件crc码等。
            
            语法：
                listzipinfo = zipfile.zipfile('dir_level_1.zip', 'r')
                print(listzipinfo.namelist()) # 获取文件(夹)列表
                print('\n')
                for fileinfo in listzipinfo.infolist():
                    print(fileinfo.filename,'\t', fileinfo.file_size,'\t', fileinfo.compress_size)
                    
  
        14-5-3 解压缩zip文件

            说明：
                1、zipfile.extractall() ： 解压缩zip文件。
                2、zipfile.extract(filename) ： 解压缩指定文件。
                3、zipfile.extractall(path) ： 解压缩zip文件到指定目录。
            语法：
                listzipinfo = zipfile.zipfile('dir_level_1.zip', 'r')
                listzipinfo.extractall() # 解压所有文件
                listzipinfo.extract('dir_level_1.zip') # 解压指定文件
                listzipinfo.close()

"""

print("----------------------- 案例-14-5-1 执行文件或目录的压缩 -----------------------")
# ch14_41.py : 将当前工作目录下的 dir_level_1 目录压缩，压缩结果存储在 dir_level_1.zip 文件中.
"""
代码说明：

这行代码的作用是遍历dir_level_1目录下的所有文件和目录（但不包括子目录中的内容）。

具体解释如下：

glob.glob('dir_level_1/*'):

glob是一个用于匹配文件路径的模块，支持unix shell-style的通配符
dir_level_1/*表示匹配dir_level_1目录下的所有文件和目录（一级内容）
这个表达式会返回一个包含所有匹配路径的列表
for name in ...:

遍历glob返回的每个文件/目录路径
根据对项目文件结构的查看，dir_level_1目录包含以下内容：

	- 多个文件：2.docx、out14_27.txt等
	- 一个子目录：dir_level_2（包含1.docx和1.txt）

需要注意的是，dir_level_1/*这种模式只会匹配dir_level_1目录下的直接内容，不会递归匹配子目录中的文件。所以在示例中，它会匹配到2.docx、out14_27.txt等文件以及 dir_level_2目录本身，但不会匹配dir_level_2 目录中的1.docx和1.txt。

在代码中，这些匹配到的文件和目录会被逐一添加到dir_level_1.zip压缩文件中。
"""
import zipfile
import glob, os

filezip = zipfile.zipfile('dir_level_1.zip', 'w')
for name in glob.glob('dir_level_1/*'):            # 遍历指定目录下的所有文件，但测试下来，仅会压缩dir_level_1下首层文件及文件夹，而不会将二层dir_level_1\dir_level_2下的文件(如1.txt，1.docx)压缩进dir_level_1.zip中
    filezip.write(name, os.path.basename(name), zipfile.zip_deflated) # 参数3为压缩方式

filezip.close()




print("----------------------- 案例-14-5-2 读取zip文件 -----------------------")
# ch14_41.py : 
import zipfile

listzipinfo = zipfile.zipfile('dir_level_1.zip', 'r')
print(listzipinfo.namelist()) # 获取文件(夹)列表
print('\n')
for fileinfo in listzipinfo.infolist():
    print(fileinfo.filename,'\t', fileinfo.file_size,'\t', fileinfo.compress_size, '\t', fileinfo.date_time, '\t', fileinfo.crc)
'''
['2.docx', 'out14_27.txt', 'out14_28.txt', 'out14_29.txt', 'out14_30.txt', 'out14_31.txt', 'out41_v3.zip', 'dir_level_2/']


2.docx           10240   9080    (2025, 8, 3, 1, 4, 52)          1145032402
out14_27.txt     13      15      (2025, 8, 2, 18, 23, 8)         2445962250
out14_28.txt     3       5       (2025, 8, 2, 18, 23, 8)         595022058
out14_29.txt     47      34      (2025, 8, 2, 18, 23, 8)         1873662565
out14_30.txt     51      36      (2025, 8, 2, 18, 23, 8)         24013343
out14_31.txt     101     42      (2025, 8, 2, 18, 23, 8)         676495025
out41_v3.zip     97041   71141   (2025, 8, 3, 9, 40, 58)         2754552733
dir_level_2/     0       0       (2025, 8, 3, 0, 59, 16)         0
'''




print("----------------------- 案例-14-5-3 解压缩zip文件 -----------------------")
# ch14_43.py : 将程序实例 ch14_41.py 所建立的 dir_level_1.zip 解压缩，同时将解压结果存入 out43 目录
import zipfile

fileunzip = zipfile.zipfile("dir_level_1.zip", "r")
fileunzip.extractall("out43")
fileunzip.close()

2.2 压缩方法优化-v1版本

上一版压缩方法的缺陷：

代码中：

filezip = zipfile.zipfile('dir_level_1.zip', 'w')
for name in glob.glob('dir_level_1/*'):           
    filezip.write(name, os.path.basename(name), zipfile.zip_deflated)

这里的filezip对象无法将文件夹下dir_level_1下文件夹dir_level_2中的文件1.docx压缩进来，而只会将dir_level_2文件夹本身压缩进来，未达到程序实现功能的初衷。

改进说明：

要解决级联压缩文件夹（包含子文件夹结构）的问题，需要递归遍历文件夹中的所有文件，并保持原有的目录结构。

代码解释

要解决级联压缩文件夹（包含子文件夹结构）的问题，需要递归遍历文件夹中的所有文件，并保持原有的目录结构。以下是实现这一功能的完整代码：

代码清单：

zip_recursive.py

import zipfile
import os

def zip_directory(folder_path, zip_file):
    """
    递归压缩文件夹及其子目录中的所有文件
    
    参数:
        folder_path (str): 要压缩的文件夹路径
        zip_file (zipfile.zipfile): 已打开的zipfile对象
    """
    # 遍历文件夹中的所有内容
    for item in os.listdir(folder_path):
        item_path = os.path.join(folder_path, item)
        
        # 如果是文件，直接添加到压缩包
        if os.path.isfile(item_path):
            # 计算相对路径，保持目录结构
            arcname = os.path.relpath(item_path, os.path.dirname(folder_path))
            zip_file.write(item_path, arcname=arcname)
            print(f"已添加文件: {arcname}")
        
        # 如果是文件夹，递归处理
        elif os.path.isdir(item_path):
            zip_directory(item_path, zip_file)

# 使用示例
if __name__ == "__main__":
    # 要压缩的根文件夹路径
    root_folder = "dir_level_1"
    # 压缩文件保存路径
    zip_path = "dir_level_1.zip"
    
    # 创建并打开zip文件
    with zipfile.zipfile(zip_path, 'w', zipfile.zip_deflated) as zipf:
        zip_directory(root_folder, zipf)
    
    print(f"压缩完成，文件保存为: {zip_path}")

代码解析：

核心函数：zip_directory 函数通过递归方式处理文件夹及其子文件夹
- 对于文件：直接添加到压缩包，并通过 arcname 参数保持相对路径
- 对于子文件夹：递归调用自身处理
关键技术点：
- 使用 os.path.relpath 计算文件相对路径，确保压缩包内保持原有的目录结构
- 使用 with 语句管理 zipfile 对象，确保资源正确释放
- 使用 zip_deflated 模式创建压缩的zip文件（而不是仅存储）
使用方法：
- 将 root_folder 设置为根文件夹路径（如 “dir_level_1”）
- 运行程序后，会将 dir_level_1 下所有文件、子目录（包括 dir_level_2 中的 1.docx）完整压缩到 dir_level_1.zip 中

这样处理后，压缩包内会完整保留原有的文件夹层次结构，而不是仅压缩最内层的文件夹。

2.3 压缩方法优化-v2版本

v1版缺陷：

这样实现不能忠实的反馈原文件夹结构，本意是希望原先dir_level_1下的文件夹和文件都压缩至dir_level_1目录下，而目前的代码实现的逻辑是dir_level_1下的文件是放在了dir_level_1下，但dir_level_1下的文件夹，如 dir_level_2 却没有放在dir_level_1下，而是与dir_level_1平级了。

改进说明：

要解决文件夹结构忠实还原的问题，关键在于正确设置压缩包内的相对路径。以下是改进后的代码，确保所有文件和子文件夹都正确嵌套在根目录下。

核心改进点：
- 明确将根文件夹名称（root_basename）作为压缩包内的顶级目录
- 所有文件和子文件夹都通过 os.path.join(root_basename, ...) 构建路径，确保嵌套在根目录下
- 使用 zip_subdirectory 专门处理子文件夹，保持完整的层级关系

结构保证：
假设原始结构为：

dir_level_1/
├── file1.txt
├── subfolder1/
│   └── file2.txt
└── subfolder2/
    └── subsubfolder/
        └── file3.txt

压缩后在zip文件中会保持完全相同的结构：

dir_level_1/
├── file1.txt
├── subfolder1/
│   └── file2.txt
└── subfolder2/
    └── subsubfolder/
        └── file3.txt

使用方法：
- 将 root_folder 设置为根目录（如 “dir_level_1”）
- 运行程序后，所有内容都会被正确压缩到该根目录下，不会出现平级问题

这种实现方式能精确还原原始文件夹的层级结构，确保子文件夹都正确嵌套在指定的根目录下。

代码清单：

zip_with_hierarchy.py

import zipfile
import os

def zip_directory(root_folder, zip_file):
    """
    递归压缩指定文件夹，保持完整的目录结构
    
    参数:
        root_folder (str): 要压缩的根文件夹路径
        zip_file (zipfile.zipfile): 已打开的zipfile对象
    """
    # 获取根文件夹的基本名称，作为压缩包内的顶级目录
    root_basename = os.path.basename(root_folder)
    
    # 遍历根文件夹中的所有内容
    for item in os.listdir(root_folder):
        item_path = os.path.join(root_folder, item)
        # 构建压缩包内的相对路径，确保所有内容都在根文件夹名下
        arcname = os.path.join(root_basename, item)
        
        if os.path.isfile(item_path):
            # 添加文件，使用构建的相对路径
            zip_file.write(item_path, arcname=arcname)
            print(f"已添加文件: {arcname}")
        
        elif os.path.isdir(item_path):
            # 递归处理子文件夹，同时保持目录结构
            zip_subdirectory(item_path, zip_file, root_basename)

def zip_subdirectory(subfolder_path, zip_file, root_basename):
    """递归处理子文件夹，保持相对路径结构"""
    # 获取当前子文件夹相对于根文件夹的路径
    rel_path = os.path.relpath(subfolder_path, os.path.dirname(subfolder_path))
    # 构建压缩包内的完整路径
    base_arcname = os.path.join(root_basename, rel_path)
    
    for item in os.listdir(subfolder_path):
        item_path = os.path.join(subfolder_path, item)
        arcname = os.path.join(base_arcname, item)
        
        if os.path.isfile(item_path):
            zip_file.write(item_path, arcname=arcname)
            print(f"已添加文件: {arcname}")
        
        elif os.path.isdir(item_path):
            # 递归处理更深层次的子文件夹
            zip_subdirectory(item_path, zip_file, root_basename)

# 使用示例
if __name__ == "__main__":
    # 要压缩的根文件夹路径
    root_folder = "dir_level_1"
    # 压缩文件保存路径
    zip_path = "dir_level_1.zip"
    
    # 确保根文件夹存在
    if not os.path.isdir(root_folder):
        print(f"错误: 文件夹 '{root_folder}' 不存在")
    else:
        # 创建并打开zip文件，使用deflated模式进行压缩
        with zipfile.zipfile(zip_path, 'w', zipfile.zip_deflated) as zipf:
            zip_directory(root_folder, zipf)
        
        print(f"压缩完成，文件保存为: {zip_path}")

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