Копирование файлов в Python: простые способы и лучшие практики

Зачем учиться копировать файлы в Python

Копирование файлов — простая, но важная навык для автоматизации рутинных задач. С его помощью вы можете переносить бэкапы, формировать пайплайны обработки данных и писать скрипты для развёртывания. В статье разобраны встроенные инструменты Python и их отличия: когда сохраняются метаданные, когда удобнее вызывать системную команду, а когда лучше обойтись без внешних библиотек.

Важно: при работе с реальными данными всегда проверяйте права доступа и убедитесь, что не перезаписываете важные файлы.

Основные варианты (ключевой запрос: копировать файлы в Python)

• shutil — стандартный и безопасный для большинства задач
• os / subprocess — вызывает системные команды (copy, cp, xcopy) и полезен при интеграции с shell-скриптами
• ручное чтение/запись через open(…) — гибко и не требует дополнительных модулей

Требования для копирования файлов в Python

Требования зависят от выбранного метода:

• Для shutil: модуль входит в стандартную библиотеку, импорта достаточно.
• Для os и subprocess: доступ к shell-командам (в Windows — copy/xcopy, в Linux — cp).
• При работе с двоичными файлами используйте режимы “rb” и “wb”.

Если вы копируете между разными файловыми системами или через сетевые пути, учтите ограничения прав и символических ссылок.

Как копировать файлы с помощью shutil (рекомендуется)

Модуль shutil предназначен именно для операций с файлами и папками. Он прост и переносит содержимое файла, а при использовании copy2 — также метаданные.

Простейший вызов:

import shutil
shutil.copy(src_path, dst_path)  # копирует содержимое, не сохраняет метаданные

Пример: копирование и переименование

import shutil
sourceFile = "C:/Users/some_directories/my_folder/copy.txt"
destinationFile = "C:/Users/some_directories/destination/newFile.txt"

shutil.copy(sourceFile, destinationFile)

Сохранение метаданных (время создания/модификации, права) — используйте copy2:

import shutil
shutil.copy2(sourceFile, destinationFile)

Когда удобно работать с файловыми объектами напрямую, используйте copyfileobj (читает/пишет в потоках):

import shutil
with open("C:/Users/some_directories/my_folder/copy.txt", "rb") as src, \
     open("C:/Users/some_directories/destination/newFile.txt", "wb") as dst:
    shutil.copyfileobj(src, dst)

copyfile — ещё одна вариация, принимающая пути:

import shutil
shutil.copyfile(sourceFilePath, destinationFilePath)

Примечание: follow_symlinks — параметр, задающий поведение при символических ссылках. Используйте его, когда источником или приёмником являются символьные ссылки.

Как копировать файлы с помощью модуля os

Модуль os позволяет запускать системные команды. Это удобно, если вы хотите выполнить операцию так же, как в терминале.

Для Windows:

import os
os.system('copy source.txt destination.txt')
# или xcopy для расширенных возможностей
os.system('xcopy source.txt destination.txt')

Для Linux / macOS:

import os
os.system('cp source.txt destination.txt')

os.popen даёт возможность читать вывод команды:

import os
stream = os.popen('cp source.txt destination.txt')
output = stream.read()

Важно: os.system/os.popen выполняют команду в shell. Передавать пользовательский ввод в командную строку напрямую небезопасно — возможны инъекции.

Как копировать файлы с помощью subprocess

subprocess даёт более точный контроль, чем os.system, и позволяет безопаснее работать с аргументами.

Пример с shell=True (используйте осторожно):

import subprocess as sp
sp.call("copy sourceFile destinationFile", shell=True)  # Windows
# или
sp.call("cp sourceFile destinationFile", shell=True)    # Linux

Лучше передавать аргументы как список, чтобы избежать shell-инъекций:

import subprocess as sp
sp.run(["cp", "sourceFile", "destinationFile"], check=True)  # Linux

Для чтения вывода используйте check_output:

import subprocess as sp
output = sp.check_output(["cp", "sourceFile", "destinationFile"])  # обычно пустой при успешном выполнении

Примечание: subprocess удобен, если нужно обработать код возврата или перехватить stderr/stdout.

Копирование без использования библиотек (через open)

Если вы не хотите зависеть от вспомогательных модулей, достаточно работы с файлами в бинарном режиме:

sourcePath = "C:/Users/source_directories/my_folder/copy.txt"
destinationPath = "C:/Users/some_directories/destination_directories/newFile.txt"

with open(sourcePath, "rb") as read:
    with open(destinationPath, "wb") as myfile:
        myfile.write(read.read())

Функция-обёртка для повторного использования:

def copy_file(source=None, destination=None):
    if not (source and destination):
        print("Please enter the source and destination paths")
        return
    with open(source, "rb") as read, open(destination, "wb") as myfile:
        myfile.write(read.read())

# Пример вызова
copy_file(sourcePath, destinationPath)

Этот метод прост и независим, но не сохраняет метаданные и может быть медленнее для очень больших файлов, если не выполнять разбивку на чанки.

Шпаргалка: команды и функции (Windows / Linux)

• shutil.copy(src, dst) — копирует содержимое файла
• shutil.copy2(src, dst) — копирует содержимое + метаданные
• shutil.copyfile(src, dst) — аналогичный copy для путей
• shutil.copyfileobj(src_fileobj, dst_fileobj) — копирует между файловыми объектами
• os.system(‘copy …’) / os.system(‘cp …’) — быстрый запуск shell-команд
• subprocess.run([…]) — безопасный запуск команд с аргументами
• open(…, ‘rb’) / open(…, ‘wb’) — ручное чтение/запись

Совет: для больших файлов используйте чтение по частям (read(1024*1024))

Мини-методология: как выбирать метод

1. Нужны ли метаданные (время/права)? — да → shutil.copy2
2. Требуется ли выполнение shell-скрипта или специфичных флагов ОС? — да → subprocess (с проверкой аргументов)
3. Ограничены ли сторонними зависимостями? — да → open(…, ‘rb’)/write
4. Копирование по сети/между томами? — учитывайте права и возможную потерю метаданных

Когда методы не подходят: ограничения и «когда это проваливается»

• Символические ссылки: по умолчанию операции могут либо копировать саму ссылку, либо её целевой файл; проверяйте поведение параметров.
• Права доступа: если у процесса недостаточно прав — операция завершится ошибкой.
• Перезапись: большинство функций перезаписывают целевой файл; добавьте проверки существования, если нужно избежать потерь.
• Очень большие файлы: чтение всего файла в память (read()) может привести к OOM. Используйте чтение чанками или shutil.copyfileobj.

Важно: никогда не выполняйте shell-команды с пользовательским вводом без валидации.

Чек-лист по ролям

Начинающий:

• Используйте shutil.copy для простых задач.
• Проверяйте существование пути с os.path.exists.
• Не работайте с привилегированными системными путями.

Разработчик приложений:

• Оборачивайте операции в try/except, логируйте ошибки.
• Проверяйте коды возврата subprocess.run(check=True).
• Добавьте атомарность: копируйте во временный файл, затем переименуйте.

Системный администратор / DevOps:

• Для больших объёмов данных используйте системные утилиты с нужными флагами (rsync, xcopy) и контролируйте права.
• Настройте мониторинг ошибок и оповещения.

Критерии приёмки

• Файл существует в целевой директории после выполнения.
• Размер и контрольная сумма (например, md5/sha256) совпадают с исходником.
• При необходимости метаданные (дата/права) сохранены.
• Процесс корректно обрабатывает ошибки и возвращает понятные сообщения.

Примеры тестов / приемочные тест-кейсы

1. Копирование маленького текстового файла — ожидается идентичное содержимое.
2. Копирование большого файла (несколько ГБ) с чтением чанками — процесс не падает по памяти.
3. Копирование файла в папку, где файл уже есть — проверка поведения (перезапись/ошибка).
4. Копирование с недостаточными правами — ожидается исключение с информативным логом.

Безопасность и приватность

• Не передавайте необработанные пути в subprocess с shell=True.
• При работе с конфиденциальными файлами ограничьте права доступа к временным файлам.
• Логи не должны содержать чувствительные данные путей/имён файлов.

Глоссарий (одна строка)

• Метаданные — служебная информация о файле: дата создания/модификации, права доступа.
• Символическая ссылка — ярлык на другой файл или каталог в файловой системе.
• Чанк — часть файла, используемая при поэтапном чтении/записи.

Резюме

Копирование файлов в Python можно выполнить несколькими способами. Для большинства задач рекомендуется shutil за простоту и переносимость. subprocess и os полезны, когда нужна интеграция с shell, а ручное чтение/запись через open даёт полную контроль и независимость от библиотек. Выбирайте метод исходя из требований к метаданным, производительности и безопасности.

Важно: тестируйте сценарии с перезаписью и ограниченными правами, чтобы избежать потерь данных.