参考

描述

铺垫

Zip 文件

ZIP 文件格式是一种数据压缩和文档储存的文件格式，原名 Deflate，发明者为菲尔·卡茨（Phil Katz），他于1989年1月公布了该格式的资料。ZIP通常使用后缀名 .zip，它的 MIME 格式为 application/zip。目前，ZIP格式属于几种主流的压缩格式之一，其竞争者包括RAR格式以及开放源码的 7z 格式。从性能上比较，RAR 及 7z 格式较 ZIP 格式压缩率较高，而7-Zip由于提供了免费的压缩工具而逐渐在更多的领域得到应用。Microsoft从Windows ME操作系统开始内置对zip格式的支持，即使用户的电脑上没有安装解压缩软件，也能打开和制作zip格式的压缩文件，OS X和流行的Linux操作系统也对zip格式提供了类似的支持。因此如果在网络上传播和分发文件，zi p格式往往是最常用的选择。

ZipFile 模块

zipfile 模块是 Python 标准库 中用于处理 Zip 文件的模块。它提供了一系列的函数和类，可以方便地进行 Zip 文件的创建、读取和解压缩操作。

Zip 文件格式规范

APPNOTE.TXT 是一个关于 Zip 文件格式的官方规范文档，被广泛引用和使用。文档提供了详细的技术细节和规范，包括文件格式结构、文件存储方式、压缩算法、加密方式、注释信息、时间戳等等。
该文档由 PKWARE 公司发布，该公司也是 Zip 格式的发明者和开发者。由于 Zip 文件格式的普及，该规范文档被广泛引用，同时也影响了其他一些压缩文件格式的设计。因此，对于使用 Zip 文件的人来说，了解该规范文档对于正确地操作 Zip 文件是非常重要的。

PKWARE

PKWARE 是一家总部位于美国威斯康星州密尔沃基的软件公司，专门从事数据压缩和数据保护技术。该公司是数据压缩标准 ZIP 格式的创始人之一，还创建了许多其他压缩和加密技术，包括 PKZIP、SecureZIP、Smartcrypt 和 PKWARE Data Security 等产品。PKWARE 的产品被广泛用于数据压缩和加密、数据备份和恢复、数据存储和传输等地方。

ZipFile

ZipFile 类是 zipfile 模块中最重要的类之一，它提供了一系列的方法，用于创建、读取和解压缩 Zip 文件。

zipfile.ZipFile(file, mode="r", compression=ZIP_STORED, allowZip64=True,  compresslevel=None, *, strict_timestamps=True)

file

ZipFile 类的 file 参数用于指定 Zip 文件的名称或路径。该参数的值可以是一个字符串类型的文件路径，也可以是一个文件对象。

file 参数为字符串类型的文件路径

举个栗子

from zipfile import ZipFile# 指定需要被压缩的文件
FILEPATH = r'C:\\Users\\RedHeart\\PycharmProjects\\pythonProject\\月亮与六便士.txt'
# 指定被创建的 Zip 文件所处的路径
ZIPPATH = r'C:\\Users\\RedHeart\\PycharmProjects\\pythonProject\\月亮与六便士.zip'# 以覆盖模式（若 ZIP 文件尚不存在，则创建它，若
# Zip 文件已经存在，则覆盖它）打开 ZIP 文件
fz = ZipFile(ZIPPATH, mode='w')# 将目标文件写入 Zip 压缩文件中
# write() 的第一个参数用于指定需要写入 Zip 压缩文件中
# 的文件所处的路径，第二个参数用于指定该文件在 Zip 压缩
# 文件中所处的路径。
fz.write(FILEPATH, arcname='月亮与六便士.txt')# 输出 Zip 压缩文件中的文件列表
fz.printdir()# 关闭 Zip 文件
fz.close()

执行效果

File Name                                             Modified             Size
月亮与六便士.txt                                     2023-04-22 16:01:22       315564

file 参数为一个文件对象

ZipFile 与上下文管理器

ZipFile 对象实现了上下文管理器接口，因此可以使用 with 语句来打开和关闭 ZIP 文件。使用上下文管理器可以确保在离开 with 代码块时，文件被自动关闭，避免了因为代码异常而导致文件句柄没有正确释放的问题。

举个栗子

from zipfile import ZipFileFILEPATH = r'C:\\Users\\RedHeart\\PycharmProjects\\pythonProject\\月亮与六便士.txt'
ZIPPATH = r'C:\\Users\\RedHeart\\PycharmProjects\\pythonProject\\月亮与六便士.zip'# 以二进制可读写模式打开 ZIP 文件，
# 若该文件不存在则创建它；若该文件存在，
# 则覆盖它。
with open(ZIPPATH, 'wb+') as fo:with ZipFile(fo, 'w') as fz:fz.write(FILEPATH, arcname='月亮与六便士')fz.printdir()

执行效果

File Name                                             Modified             Size
月亮与六便士                                         2023-04-22 16:01:22       315564

注：

若使用文件对象作为 ZipFile() 中 file 参数的值，那么你需要保证该文件对象是以二进制模式的方式进行打开的。否则在使用 write() 等方法对 Zip 文件对象进行操作时可能将引发错误。对此，请参考如下示例：

from zipfile import ZipFileFILEPATH = r'C:\\Users\\RedHeart\\PycharmProjects\\pythonProject\\月亮与六便士.txt'
ZIPPATH = r'C:\\Users\\RedHeart\\PycharmProjects\\pythonProject\\月亮与六便士.zip'# 使用文本模式下的可读写模式打开 Zip 文件
with open(ZIPPATH, 'w+') as fo:with ZipFile(fo, 'w') as fz:fz.write(FILEPATH, arcname='月亮与六便士')fz.printdir()

输出错误信息

TypeError: write() argument must be str, not bytes

mode

ZipFile 类的 mode 参数用于指定 Zip 文件的打开或创建模式，该参数的值可以是 r、w、x 或 a。

1. r
   mode 参数的 默认值 为 r，表示以只读方式打开 zip 文件。如果文件不存在，则会引发异常 FileNotFoundError。

2. w
   以覆盖方式打开 Zip 文件。若目标 Zip 文件已经存在，则该文件将被覆盖。若目标文件尚不存在，则创建它。

3. x
   以排它方式进行 Zip 文件的创建。若文件已经存在，则会引发 FileExistsError 异常。

4. a
   以追加方式打开 Zip 文件。若文件已经存在，则在该文件的末尾进行文件的写入。若目标文件尚不存在，则创建它。

只读模式与读或写的操作

上述模式中，仅当将 Zip 文件的模式指定为 r 时，你才不具有对 Zip 文件进行写的权力。在另外三种模式下，你均可以对 Zip 文件进行读或写的操作。

compression

ZipFile 类的 compression 参数用于指定压缩文件时使用的压缩算法，它可以被设置为以下四个值之一：ZIP_STORED、ZIP_DEFLATED、ZIP_BZIP2 或 ZIP_LZMA。

allowZip64

ZipFile 类的 compression 参数用于指定 Zip 文件在必要情况下是否可以使用 Zip64 格式来支持超过 4GB 的文件。

中央结构目录

中央结构目录

中央目录结构是 ZIP 文件格式的一部分，它存储了 ZIP 文件中包含的所有文件和目录的元数据信息，如文件名、文件属性、文件的压缩前和压缩后的大小等。

Zip 内存储的文件的位置和大小

中央目录结构还需要记录 ZIP 文件内存储的文件的位置和大小，这是因为 ZIP 文件是一种归档文件格式，其中的文件通常都经过了压缩处理，不像普通的文件系统一样，可以直接访问。

因此，当需要解压缩 ZIP 文件中的某个文件时，需要知道该文件的存储位置和大小，以便可以正确地读取和还原该文件。中央目录结构中存储的位置和大小信息可以帮助 ZIP 工具在解压缩和操作 ZIP 文件时快速地定位和处理文件，确保 ZIP 文件的正确性和完整性。

完整性

此外，中央目录结构还可以用于查看 ZIP 文件的内容列表，以及检查 ZIP 文件的完整性和有效性，因为 中央目录结构记录了文件的元数据信息，可以用于验证 ZIP 文件中是否存在任何损坏或缺失的文件。

Zip64

在传统的 Zip 文件格式中，每个 Zip 文件内的所有文件和目录都由一个中央目录结构引用，而该结构中存储文件大小和位置的字段只有 4 个字节，使用 2^32-1 个二进制位来记录信息，所能表示的最大容量位 4GB。因此，传统的 Zip 文件格式的限制是单个文件不能超过 4GB。如果需要支持超过 4GB 的文件，则需要使用 Zip64 格式。Zip64 格式使用 8 字节的字段来存储文件大小和位置，可以处理更大的文件和归档文件。

zipfile.LargeZipFile

倘若你尝试在没有使用 Zip64 扩展格式时压缩占用空间超过 4GB 的文件，Python 将抛出如下异常信息并停止压缩文件。

zipfile.LargeZipFile: Filesize would require ZIP64 extensions

compresslevel

compresslevel 形参控制在将文件进行压缩时将使用的压缩等级，压缩等级越高，压缩后文件的体积越小，但压缩和解压缩过程会相应的增加。

注：

1. 当压缩算法使用的是 ZIP_STORED 或 ZIP_LZMA 时指定压缩等级将不会产生任何变化。

2. 当使用 ZIP_DEFLATED 作为压缩算法时，压缩等级可在 -1 ~ 9 范围内；当使用 ZIP_BZIP2 作为压缩算法时，压缩等级可在 1 ~ 9 范围内。

3. 当使用 ZIP_DEFLATED 作为压缩算法时，其默认的压缩等级为 -1，该压缩等级是速度和压缩率之间的平衡 (一般相当于设压缩等级为 6)。

4. 当使用 ZIP_DEFLATED 作为压缩算法时，若将压缩等级设定为 0，则其产生的效果与 ZIP_STORED 无异。

5. 当使用 ZIP_BZIP2 作为压缩算法时，其默认的压缩等级为 9。

strict_timestamps

strict_timestamps 参数是用于控制是否允许压缩早于 1980 年或晚于 2107 年的文件，并且在压缩这些文件时是否将时间戳设置为最小或最大允许值。
当 strict_timestamps 参数为 False 时，zipfile.ZipFile 类会允许压缩早于 1980 年或晚于 2107 年的文件，并将这些文件的时间戳设为 1980 年 1 月 1 日 或 2107 年 12 月 31 日。对此，请参考如下示例：

import os
from zipfile import ZipFile# 获取目标文件的访问时间戳
atime = os.path.getatime('月亮与六便士.txt')
# 将目标文件的修改时间戳设置为 1970 年 1 月 1 日 8:00:00
os.utime('月亮与六便士.txt', (atime, 0))FILEPATH = r'C:\\Users\\RedHeart\\PycharmProjects\\pythonProject\\月亮与六便士.txt'
ZIPPATH = r'C:\\Users\\RedHeart\\PycharmProjects\\pythonProject\\月亮与六便士.zip'# 尝试将早于 1980 年的文件写入 Zip 文件中
with open(ZIPPATH, 'wb+') as fo:with ZipFile(ZIPPATH, 'w', strict_timestamps=False) as fz:fz.write(FILEPATH, arcname='月亮与六便士.txt')fz.printdir()

执行效果

File Name                                             Modified             Size
月亮与六便士.txt                                     1980-01-01 00:00:00       315564

如果您需要在压缩文件时保留原始时间戳，则可以将 strict_timestamps 参数设置为 True（默认值），但这可能会导致无法压缩某些文件。对此，请参考如下示例：

import os
from zipfile import ZipFile# 获取目标文件的访问时间戳
atime = os.path.getatime('月亮与六便士.txt')
# 将目标文件的修改时间戳设置为 1970 年 1 月 1 日 8:00:00
os.utime('月亮与六便士.txt', (atime, 0))FILEPATH = r'C:\\Users\\RedHeart\\PycharmProjects\\pythonProject\\月亮与六便士.txt'
ZIPPATH = r'C:\\Users\\RedHeart\\PycharmProjects\\pythonProject\\月亮与六便士.zip'# 尝试将早于 1980 年的文件写入 Zip 文件中
with open(ZIPPATH, 'wb+') as fo:with ZipFile(ZIPPATH, 'w') as fz:fz.write(FILEPATH, arcname='月亮与六便士.txt')

执行效果

由于在 strict_timestamps=True 时尝试将修改时间早于 1980 年 1 月 1 日 的文件写入 Zip 文件中，Python 抛出了 ValueError 异常错误。

ValueError: ZIP does not support timestamps before 1980

注：

strict_timestamps 针对的时间戳为文件的修改时间戳（文件最后一次修改的时间所对应的时间戳信息），在将文件输入到压缩包中时，写入的也仅仅为文件的修改时间戳（文件的创建时间戳、元数据更改时间戳，访问时间戳等时间戳信息并不会写入 Zip 文件中）。