8.6 文件与目录——作业：猫鼠游戏（Catch Me If You Can）¶

内容梗概¶

本节课布置本章作业"猫鼠游戏"（取名自小李子主演的电影《Catch Me If You Can》）。作业仓库中有一个包含大量子目录和文件的目录，其中部分文件的后缀被故意改假（例如 exe 被重命名伪装成其他类型）。学生需要综合运用本章所学的目录遍历与二进制文件头分析技术，找出文件特征与后缀不匹配的"冒牌货"，把正常文件和异常文件分别归类到两个文件夹，并将分析代码提交到作业仓库。截止时间为一周。

知识点详解¶

本节为作业布置课，无新授知识点，主要内容如下：

作业背景与获取方式（约 00:00 - 00:30）¶

作业名《Catch me if you can》。点开作业链接会得到一个仓库，把仓库克隆到本地即为作业素材。

作业要求（约 00:31 - 01:30）¶

作业目录下有非常多的子文件和子目录，用课上教的方法（os.listdir + 递归 / os.walk / pathlib）遍历找出所有文件。
老师埋了坑：部分文件的后缀是假的，是强行用 F2 重命名改过的（比如本来是 exe，改成了别的后缀）。
用**二进制方式读取文件头**，与作业中提供的文件特征表对比，手动找出"冒牌货"——即文件后缀与文件特征不匹配的文件。
把文件分成两类放到两个文件夹：
正常文件夹：文件内容/特征与后缀匹配的文件；
异常文件夹：后缀与特征不匹配的文件。
提交方式：右键新建一个 py 文件，写好代码、运行成功，然后 add、commit、push 到作业仓库。

作业意义（约 01:31 - 02:00）¶

很多最简单的安全分析就是从这一步开始的：对应上学期恶意代码章节讲过的**静态分析**方法——看文件的静态内容，不用执行它就能判断它是不是正常文件。

截止时间与课程安排（约 02:00 - 02:30）¶

deadline 是下周，一周时间完成；后面还有不少作业，节奏不会再拖沓。
课程基本内容已讲完：下节课讲**标准库**，之后留一节课讲评前几次作业，然后课程进入新阶段——用 Python 做实际项目，把之前的基础知识融会贯通。

示例与演示（作业解题思路）¶

综合本章内容，完成作业的典型步骤：

遍历：用 8.5 节的目录遍历方法（递归 + os.listdir，或 os.walk，或 pathlib.Path.glob）收集作业目录下的全部文件路径。
读文件头：用 open(path, 'rb') 以二进制方式打开每个文件，f.read(n) 读出开头若干字节（如 2~4 字节）。
特征比对：将读出的字节与作业给出的文件特征表对照（如 BMP 的开头是 BM、exe 的开头是 MZ），必要时可用 8.1 节的 bytes 字面值知识或 8.3 节的 struct 辅助解析。
分类：特征与后缀一致 → 移入"正常"文件夹；不一致 → 移入"异常"文件夹（可用 os.rename 或 pathlib 移动文件，用 os.mkdir / Path.mkdir 建目录）。
提交：代码运行成功后 git add / commit / push。

重点与难点¶

不能信后缀名：判断文件真实类型的唯一可靠依据是文件头的 magic number（特征字节），这正是 8.2 节强调的安全分析思路。
遍历必须覆盖所有层级的子目录，漏掉子目录里的文件就找不全"冒牌货"。
读取文件头必须用二进制模式（'rb'），读出的是 bytes，比较时注意字节与字符的区别。
截止一周，且代码要能实际跑通再提交。

关联内容¶

直接综合运用本章全部内容：8.5 目录遍历、8.1 二进制数据（bytes）、8.2 二进制文件分析与 magic number 概念、8.3 struct（可选工具）、8.4 编码（如涉及文件名处理）。
呼应上学期恶意代码章节的**静态分析**方法。
预告后续课程：第 9 章标准库 → 作业讲评课 → 实际项目阶段（用 Python 做真正能用的东西）。