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基於Python實現檔案的壓縮與解壓縮

2022-03-30 13:00:52

在日常工作中,除了會涉及到使用Python處理文字檔案,有時候還會涉及對壓縮檔案的處理。

通常會涉及到的壓縮檔案格式有:

  • rar:Windows 環境下用的比較多的壓縮,比較著名的GUI工具是winrar
  • tar: Linux系統下的打包工具,只打包,不壓縮
  • gz:即gzip,通常只能壓縮一個檔案。與tar結合起來就可以實現先打包,再壓縮。
  • tgz:即gz。先用tar打包,然後再用gz壓縮得到的檔案
  • zip:不同於gzip,雖然使用相似的演演算法,可以打包壓縮多個檔案,不過分別壓縮檔案,壓縮率低於tar
  • 7z:7zip壓縮軟體支援的格式,壓縮效率較高。

當然除了使用Python外,你還可以選擇使用壓縮解壓縮軟體或命令手動進行處理。

zip檔案

zipfile是Python裡用來做zip格式編碼的壓縮和解壓縮的module,zipfile裡有兩個非常重要的class:ZipFile和ZipInfo。ZipFile是主要的類,用來建立和讀取zip檔案,而ZipInfo是儲存的zip檔案的每個檔案的資訊。

範例程式碼

import os
import zipfile


# 壓縮
def make_zip(source_dir, output_filename):
    zipf = zipfile.ZipFile(output_filename, 'w')
    pre_len = len(os.path.dirname(source_dir))
    for parent, dirnames, filenames in os.walk(source_dir):
        for filename in filenames:
            print(filename)
            pathfile = os.path.join(parent, filename)
            arcname = pathfile[pre_len:].strip(os.path.sep)  # 相對路徑
            zipf.write(pathfile, arcname)
        print()
    zipf.close()


# 解壓縮
def un_zip(file_name):
    """unzip zip file"""
    zip_file = zipfile.ZipFile(file_name)
    if os.path.isdir(file_name + "_files"):
        pass
    else:
        os.mkdir(file_name + "_files")
    for names in zip_file.namelist():
        zip_file.extract(names, file_name + "_files/")
    zip_file.close()


if __name__ == '__main__':
    make_zip(r"E:python_samplelibstest_tar_fileslibs", "test.zip")
    un_zip("test.zip")

tar.gz檔案

tarfile 模組可以用來讀寫 tar 歸檔,包括使用 gzip, bz2 和 lzma 壓縮的歸檔。在使用tarfile是必須瞭解模式:

mode 必須是 ‘filemode[:compression]’ 形式的字串,其預設值為 ‘r’。以下是模式組合的完整列表:

模式動作
‘r’ or ‘r:*’開啟和讀取使用透明壓縮(推薦)。
‘r:’開啟和讀取不使用壓縮。
‘r:gz’開啟和讀取使用gzip 壓縮。
‘r:bz2’開啟和讀取使用bzip2 壓縮。
‘r:xz’開啟和讀取使用lzma 壓縮。
‘x’ 或 ‘x:’建立tarfile不進行壓縮。如果檔案已經存在,則丟擲 FileExistsError 異常。
‘x:gz’使用gzip壓縮建立tarfile。如果檔案已經存在,則丟擲 FileExistsError 異常。
‘x:bz2’使用bzip2 壓縮建立tarfile。如果檔案已經存在,則丟擲 FileExistsError 異常。
‘x:xz’使用lzma 壓縮建立tarfile。如果檔案已經存在,則丟擲 FileExistsError 異常。
‘a’ or ‘a:’開啟以便在沒有壓縮的情況下追加。如果檔案不存在,則建立該檔案。
‘w’ or ‘w:’開啟用於未壓縮的寫入。
‘w:gz’開啟用於 gzip 壓縮的寫入。
‘w:bz2’開啟用於 bzip2 壓縮的寫入。
‘w:xz’開啟用於 lzma 壓縮的寫入。

針對特殊的目的,還存在第二種 mode 格式: ‘filemode|[compression]’。tarfile.open() 將返回一個將其資料作為資料塊流來處理的 TarFile 物件:

模式動作
‘r|*’開啟 tar 塊的 流 以進行透明壓縮讀取。
‘r|’開啟一個未壓縮的 tar 塊的 stream 用於讀取。
‘r|gz’開啟一個 gzip 壓縮的 stream 用於讀取。
‘r|bz2’開啟一個 bzip2 壓縮的 stream 用於讀取。
‘r|xz’開啟一個 lzma 壓縮 stream 用於讀取。
‘w|’開啟一個未壓縮的 stream 用於寫入。
‘w|gz’開啟一個 gzip 壓縮的 stream 用於寫入。
‘w|bz2’開啟一個 bzip2 壓縮的 stream 用於寫入。
‘w|xz’開啟一個 lzma 壓縮的 stream 用於寫入。

程式碼範例:

import os
import tarfile
import gzip


# 一次性打包整個根目錄。空子目錄會被打包。
# 如果只打包不壓縮,將"w:gz"引數改為"w:"或"w"即可。
def make_targz(output_filename, source_dir):
    with tarfile.open(output_filename, "w:gz") as tar:
        tar.add(source_dir, arcname=os.path.basename(source_dir))


# 逐個新增檔案打包,未打包空子目錄。可過濾檔案。
# 如果只打包不壓縮,將"w:gz"引數改為"w:"或"w"即可。
def make_targz_one_by_one(output_filename, source_dir):
    tar = tarfile.open(output_filename, "w:gz")
    for root, dir, files in os.walk(source_dir):
        for file in files:
            pathfile = os.path.join(root, file)
            tar.add(pathfile)
    tar.close()


def un_gz(file_name):
    """ungz zip file"""
    f_name = file_name.replace(".gz", "")
    # 獲取檔案的名稱,去掉
    g_file = gzip.GzipFile(file_name)
    # 建立gzip物件
    open(f_name, "wb+").write(g_file.read())
    # gzip物件用read()開啟後,寫入open()建立的檔案裡。
    g_file.close()  # 關閉gzip物件


def un_tar(file_name):
    # untar zip file
    tar = tarfile.open(file_name)
    names = tar.getnames()
    if os.path.isdir(file_name + "_files"):
        pass
    else:
        os.mkdir(file_name + "_files")
    # 由於解壓後是許多檔案,預先建立同名資料夾
    for name in names:
        tar.extract(name, file_name + "_files/")
    tar.close()


if __name__ == '__main__':
    make_targz('test.tar.gz', "E:python_samplelibs")
    make_targz_one_by_one('test01.tgz', "E:python_samplelibs")
    un_gz("test.tar.gz")
    un_tar("test.tar")

rar檔案

我們可以使用rarfile來解壓.rar的檔案,但是不支援用rarfile來壓縮rar檔案。rarfile以下unrar元件,但是使用pip install unrar安裝後發現會報如下錯誤:

Couldn’t find path to unrar library…

這是因為 Python下的 unrar 還依賴了RAR官方的庫。

Windows的安裝

  • 到RARLab官方下載庫檔案,然後安裝。
  • 安裝是最好選擇預設路徑,一般在 C:Program Files (x86)UnrarDLL 目錄下。
  • 新增環境變數,在系統變數中新建變數名UNRAR_LIB_PATH,如果是64位元系統,就輸入 C:Program Files (x86)UnrarDLLx64UnRAR64.dll,如果是32位元系統就是 C:Program Files (x86)UnrarDLLUnRAR.dll。
  • 確定儲存環境變數後,在進行 pip install unrar 安裝,這時程式碼再執行就不會報錯了。

Linux的安裝

  • 下載rar原始檔
  • 解壓安裝包,進入安裝包目錄,編譯安裝,生成so 檔案
  • 設定環境變數,完成後,在進行 pip install unrar 安裝
# cd /usr/local/src/
# wget https://www.rarlab.com/rar/unrarsrc-6.0.3.tar.gz
# tar zxvf unrarsrc-6.0.3.tar.gz
# cd unrar
# make lib
# make install-lib  //生成libunrar.so 檔案
# vim /etc/profile
export UNRAR_LIB_PATH=/usr/lib/libunrar.so
# source /etc/profile

程式碼範例:

import rarfile


def unrar(rar_file, dir_name):
    # rarfile需要unrar支援, linux下pip install unrar, windows下在winrar資料夾找到unrar,加到path裡
    rarobj = rarfile.RarFile(rar_file.decode('utf-8'))
    rarobj.extractall(dir_name.decode('utf-8'))

7z檔案

要壓縮和解壓縮.7z檔案需要用到py7zr元件。程式碼範例:

import py7zr

# 壓縮
with py7zr.SevenZipFile("Archive.7z", 'r') as archive:
    archive.extractall(path="/tmp")

# 解壓縮
with py7zr.SevenZipFile("Archive.7z", 'w') as archive:
    archive.writeall("target/")

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