基于Python的简单文件备份工具设计与实现

在日常开发和运维工作中，文件备份是保障数据安全的重要环节。本文将介绍如何使用Python编写一个简单的文件备份工具，实现指定目录下文件的自动备份功能。我们将从功能需求出发，逐步设计方案，最后实现代码，并讲解关键点。

功能需求

1. 支持指定源目录和备份目标目录。
2. 自动识别源目录中新增或修改的文件，进行备份。
3. 支持定时执行备份任务（本文示例为手动调用，用户可结合系统计划任务实现自动化）。
4. 备份文件时保留文件目录结构。
5. 日志记录备份情况。

方案设计

1. 遍历源目录，获取所有文件及其修改时间。
2. 在备份目录中查找对应文件，判断是否需要备份（文件不存在或修改时间更新）。
3. 复制更新的文件到备份目录，保持目录结构。
4. 记录每次备份的文件列表和状态到日志文件。
5. 提供主函数入口，便于调用。

教学步骤

步骤1：导入必要模块

import os
import shutil
import time
from datetime import datetime

步骤2：定义函数，遍历源目录，收集文件路径和修改时间

def get_files_with_mtime(root_dir):
    file_info = {}
    for dirpath, _, filenames in os.walk(root_dir):
        for filename in filenames:
            filepath = os.path.join(dirpath, filename)
            mtime = os.path.getmtime(filepath)
            file_info[filepath] = mtime
    return file_info

说明：该函数返回一个字典，键为文件完整路径，值为文件最后修改时间。

步骤3：备份文件函数，实现条件判断并复制文件

def backup_files(src_dir, backup_dir):
    src_files = get_files_with_mtime(src_dir)
    backup_log = []
    for src_path, src_mtime in src_files.items():
        relative_path = os.path.relpath(src_path, src_dir)
        backup_path = os.path.join(backup_dir, relative_path)

        # 判断备份文件是否存在以及是否需要更新
        if not os.path.exists(backup_path) or os.path.getmtime(backup_path) < src_mtime:
            os.makedirs(os.path.dirname(backup_path), exist_ok=True)
            shutil.copy2(src_path, backup_path)  # copy2保留元数据
            backup_log.append(f"Backed up: {relative_path}")
        else:
            backup_log.append(f"Skipped (up-to-date): {relative_path}")
    return backup_log

说明：通过比较修改时间判断是否需要备份，使用os.makedirs确保目录存在，shutil.copy2复制文件并保留元信息。

步骤4：日志写入函数

def write_log(log_lines, log_file="backup_log.txt"):
    with open(log_file, "a", encoding="utf-8") as f:
        f.write(f"Backup run at {datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}\n")
        for line in log_lines:
            f.write(line + "\n")
        f.write("\n")

步骤5：主程序执行流程

if __name__ == "__main__":
    source_directory = "your_source_directory_path"
    backup_directory = "your_backup_directory_path"

    logs = backup_files(source_directory, backup_directory)
    write_log(logs)
    print("Backup completed. Summary:")
    for log in logs:
        print(log)

用户只需将 source_directory 和 backup_directory 替换为实际路径，即可运行脚本完成备份。

总结 本文通过Python实现了一个简单易用的文件备份工具，涵盖文件遍历、备份判断、文件复制和日志记录四个关键步骤。用户可以结合操作系统的定时任务如Windows任务计划程序或Linux的cron，实现自动定时备份。扩展方面，可以增加备份压缩、备份版本管理、备份异常告警等功能，满足更复杂需求。

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编辑：一起学习网