1. 前言
Python 提供了強大的工具來輕鬆處理文件操作，其中，文件複製是日常任務之一。本文將介紹如何使用 Python 標準庫中的 shutil 模組來高效地複製文件和目錄。我們將提供具體的程式碼範例，並說明如何防止覆蓋、錯誤處理，以及更進階的文件複製方法。
2. 準備複製文件的環境
導入 shutil 模組
shutil 模組是 Python 的標準庫之一，不需要額外安裝，可以直接使用以下程式碼來導入：
import shutil使用該模組可以執行文件的複製、移動、刪除等操作。此外，搭配 os 模組使用，可以檢查文件或目錄是否存在，進一步加強錯誤處理。
shutil 模組的優勢
shutil 模組的特點是操作直覺且程式碼結構簡單。特別是在需要對整個文件夾進行批量操作時，shutil 是非常實用的工具。
3. shutil 模組的基本用法
shutil.copy() 的使用方法
shutil.copy() 是最基本的文件複製函式，可將原始文件複製到指定位置。
import shutil
# 複製文件
shutil.copy('original.txt', 'copy.txt')如果目標位置已存在同名文件，則會直接覆蓋。
shutil.copy2() 的使用方法
shutil.copy2() 除了複製文件內容外，還會保留原始文件的元數據（如建立時間、權限等）。
import shutil
# 複製文件並保留元數據
shutil.copy2('original.txt', 'copy_with_metadata.txt')如果需要完整保留文件資訊，建議使用 shutil.copy2()。
4. 複製整個目錄的方法
shutil.copytree() 的使用方法
shutil.copytree() 可用來遞迴地複製整個目錄，包括內部的所有文件和子目錄。
import shutil
# 複製整個目錄
shutil.copytree('source_directory', 'destination_directory')但需要注意，如果目標位置已存在同名目錄，則會出現錯誤，因此需要事先檢查。
指定忽略的文件和目錄
若要在複製過程中排除特定的文件或目錄，可以使用 ignore 參數與 shutil.ignore_patterns()。
import shutil
# 忽略 .log 文件
shutil.copytree('source_directory', 'destination_directory', ignore=shutil.ignore_patterns('*.log'))這段程式碼會忽略所有 .log 文件，僅複製其他文件和目錄。
5. 防止覆蓋的方法
使用 os.path.exists()
使用 shutil.copy() 或 shutil.copy2() 時，如果目標位置已有同名文件，則會直接覆蓋。要防止覆蓋，可以在執行複製前先確認文件是否存在。
import shutil
import os
# 檢查文件是否存在，避免覆蓋
if not os.path.exists('copy.txt'):
shutil.copy('original.txt', 'copy.txt')
else:
print('文件已存在，跳過複製。')使用 pathlib.Path.exists()
使用 pathlib 模組可以更直覺地檢查文件是否存在。
from pathlib import Path
# 建立 Path 物件並檢查文件是否存在
dst = Path('copy.txt')
if not dst.exists():
shutil.copy('original.txt', dst)
else:
print('文件已存在，跳過複製。')6. 移動文件的方法
使用 shutil.move()
shutil.move() 可用來移動文件或目錄到新的位置。
import shutil
# 移動文件
shutil.move('original.txt', 'new_folder/original.txt')如果目標目錄不存在，會出現 FileNotFoundError，因此建議先檢查並建立目錄。
import shutil
import os
# 檢查目標目錄是否存在，若無則建立
if not os.path.exists('new_folder'):
os.makedirs('new_folder')
# 移動文件
shutil.move('original.txt', 'new_folder/original.txt')7. 文件複製的實際範例
複製單一文件
import shutil
# 複製文件
shutil.copy('data.txt', 'backup/data_backup.txt')複製整個目錄
import shutil
# 複製目錄
shutil.copytree('project_files', 'project_backup')防止覆蓋的範例
import shutil
import os
# 避免覆蓋的文件複製
if not os.path.exists('backup/report.txt'):
shutil.copy('report.txt', 'backup/report.txt')
else:
print('文件已存在，取消複製。')8. 進階技巧：僅複製特定類型的文件
可以使用 glob 模組來篩選特定格式的文件，例如 .txt 或 .csv。
import shutil
import glob
# 複製所有 .txt 文件
for file in glob.glob('data/*.txt'):
shutil.copy(file, 'backup/')這樣可以將 data 目錄中的所有 .txt 文件複製到 backup 目錄。
9. 錯誤處理與例外處理
在執行文件操作時，可能會遇到文件不存在、權限錯誤等問題，因此加入錯誤處理機制非常重要。
基本的例外處理
import shutil
try:
shutil.copy('non_existent_file.txt', 'backup/')
except FileNotFoundError as e:
print(f'文件未找到: {e}')
except PermissionError as e:
print(f'權限錯誤: {e}')
except Exception as e:
print(f'發生未預期的錯誤: {e}')這段程式碼能夠捕捉特定錯誤並顯示適當的訊息。
10. 總結
透過 Python 的 shutil 模組，可以輕鬆執行文件與目錄的複製操作。結合防止覆蓋的技巧、篩選特定文件類型、以及錯誤處理機制，可以讓文件操作更加安全與高效。希望本文能幫助您在日常開發中更靈活地使用 Python 進行文件管理。