文件压缩是web工作方式的核心部分。它允许我们传输文件，否则会占用太多的带宽和时间。无论何时访问ZIP文件或查看JPEG图像，您都可以从文件压缩中获益。

因此，有时您可能会问一个问题：文件压缩是如何工作的？下面是压缩工作原理的基本介绍。

压缩意味着什么？

简单地说，文件压缩（或数据压缩）是在保留原始数据的同时减小文件大小的行为。这样做可以减少文件在存储设备上占用的空间，此外还可以更方便地通过internet或其他方式传输。

重要的是要注意压缩不是无限的。将文件压缩为ZIP文件可以减小其大小，但不能继续压缩文件以进一步减小其大小。

通常，文件压缩分为两种主要类型：有损压缩和无损压缩。让我们看看这两种方法是如何依次工作的。

文件压缩工作原理：有损压缩

有损压缩通过删除不必要的信息位来减小文件大小。它在图像、视频和音频格式中最为常见，在这些格式中，源媒体的完美表示是不必要的。这类媒体的许多常见格式都使用有损压缩；MP3和JPEG是两个流行的例子。

MP3并不包含原始录音中的所有音频信息，相反，它会发出一些人类听不到的声音。无论如何，您不会注意到它们丢失了，因此删除这些信息会导致文件大小减小，基本上没有缺点。

类似地，JPEG会删除图像中不重要的部分。例如，在包含蓝色天空的图片中，JPEG压缩可能会将所有天空像素更改为一个或两个蓝色阴影，而不是使用几十个不同的阴影。

但是，文件压缩得越重，质量下降就越明显。你可能在上传到YouTube的MP3文件中遇到过这种情况。例如，比较这首高质量的音乐曲目：

同一首歌的高度压缩版本：

当一个文件包含的信息超过您的目的所需时，有损压缩是合适的。例如，假设您有一个巨大的原始图像文件。当你把图片打印到一个大的横幅上时，你可能想保持这种质量，但是把原始文件上传到Facebook是毫无意义的。

这张照片包含的数据太多了，在社交媒体网站上看的时候是看不到的。将图像压缩成高质量的JPEG会抛出一些信息，但在肉眼看来，图像几乎是一样的。请参阅我们对流行图像格式的比较，以更深入地了解这一点。

一般使用的有损压缩

正如我们所提到的，有损压缩是伟大的大多数形式的媒体。正因为如此，对于像Spotify和Netflix这样不断传输大量信息的公司来说至关重要。尽可能减小文件大小，同时保持质量，使其操作更高效。你能想象如果YouTube上的每一个视频都是以原始的未压缩格式存储和传输的吗？

但是有损压缩对于所有信息都至关重要的文件来说效果不太好。例如，对文本文件或电子表格使用有损压缩会导致输出混乱。你真的不能扔掉任何东西而不严重损害最终产品。

以有损格式保存时，通常可以设置质量级别。例如，许多图像编辑器都有一个滑块，可以在0-100之间选择JPEG的质量。

以大约90%或80%的速度保存可以大大减少文件大小，但对眼睛来说差别不大。但是以低质量保存或者以有损格式重复保存同一个文件会降低它的性能。

下面您可以看到一个这样的例子（单击以查看较大的图像）。左边是从Pixabay下载的JPEG格式的原始图像。中间图像是以50%的质量将其保存为JPEG的结果。最右边的图像显示的是保存为10%质量JPEG的原始图像。

快速看一眼，中间的图像看起来并不太糟。如果放大，则只能注意到框边缘周围的瑕疵。当然，最右边的图像立即看起来很糟糕。

在为上载进行裁剪之前，文件大小分别为874KB、310KB和100KB。

文件压缩工作原理：无损压缩

无损压缩是一种减小文件大小的方法，这样可以完美地重建原始文件。与有损压缩相反，它不会抛出任何信息。相反，无损压缩基本上是通过消除冗余来工作的。

让我们举一个基本的例子来说明这意味着什么。下面是一堆10块砖：两块蓝色，五块黄色，三块红色。这个堆栈是说明这些块的一种简单方法，但是还有另一种方法。

我们不需要显示所有的10个块，我们可以删除除一种颜色以外的所有块。然后，如果我们用数字来表示每种颜色有多少块砖，我们就用更少的砖来表示完全相同的信息位。我们现在只需要三块砖，而不是10块砖。

这是如何无损压缩是可能的一个简单的例子。它通过消除冗余以更有效的方式存储相同的信息。考虑一个实际的文件，其中包含以下字符串：

可以“压缩”为以下更简短的形式：

这允许我们使用7个字符而不是24个字符来表示相同的数据，这是一个显著的节省。

日常使用中的无损压缩

如上所述，无损压缩在无法删除任何原始文件的情况下非常重要。如果您对ZIP文件的工作方式感到好奇，那么这就是答案。

当您从Windows中的可执行程序创建ZIP文件时，它使用无损压缩。ZIP文件压缩是一种更有效的存储程序的方法，但是当您解压缩它时，所有的原始信息都会显示出来。如果使用有损压缩来压缩可执行文件，解压后的版本将被损坏，无法使用。

常见的无损格式包括图像的PNG格式、音频的FLAC格式和ZIP格式。用于视频的无损格式很少，因为它们会占用大量的空间。

何时使用有损压缩与无损压缩

现在我们已经研究了两种文件压缩形式，您可能想知道何时应该使用其中一种。事实证明，没有“更好”的压缩形式——这完全取决于您使用这些文件的目的。

一般来说，当您需要源材料的完美副本时，应该使用无损压缩，当不完美副本足够好时，应该使用有损压缩。让我们看另一个例子，看看它们如何协调工作。

假设你刚刚挖掘了你的旧CD收藏，想把它数字化，这样你的电脑上就有了你所有的音乐。当你翻录CD时，使用像FLAC这样的无损格式是很有意义的。这样，您的计算机上就有了与原始CD一样好的主副本。

以后，也许你想把一些音乐放在**或旧的MP3播放器上，这样你就可以边走边听了。你可能不在乎你的音乐质量是否完美，所以你可以把FLAC文件转换成MP3。这会给你一个音频文件，仍然可以完美地收听，但不会占用你的移动设备太多的空间。从FLAC转换的MP3的质量将和您从原始CD创建的压缩MP3一样好。你甚至可以直接在iPhone上压缩视频。

文件中表示的数据类型也可以决定哪种压缩类型最好。因为PNG图像使用无损压缩，它们为具有大量均匀空间的图像提供了小文件大小，如计算机屏幕截图。但是，您会注意到，PNG在真实照片中表示杂乱的颜色时会占用更多的空间。

文件压缩过程中的问题

正如我们所看到的，将无损格式转换为有损格式是很好的，就像将一种无损格式转换为另一种无损格式一样。但是，您不应该将有损格式转换为无损格式，并且应该注意将一种有损格式转换为另一种格式。

将有损格式转换为无损格式只是浪费空间。记住，有损格式会抛出数据；不可能恢复这些数据。

假设你有一个3MB的MP3文件。将其转换为FLAC可能会产生一个30MB的文件，但这30MB包含的声音与小得多的MP3完全相同。转换回无损格式并不能“恢复”MP3压缩抛出的信息。

最后，如前所述，将一种有损格式转换为另一种格式（或以相同格式重复保存）将进一步降低质量。每次应用有损压缩时，都会丢失更多细节。这一点变得越来越明显，直到文件被彻底销毁。

压缩是如何工作的？现在你知道了

我们已经研究了有损压缩和无损压缩，看看它们是如何工作的。现在您知道了如何以比原始格式更小的大小存储文件，以及如何根据需要选择最佳方法。

当然，决定哪些数据在有损方法中被抛出，以及如何在无损压缩中最好地存储冗余数据的算法比我们在这里解释的要复杂得多。如果你感兴趣的话，在这个话题上还有很多要发现的。

尝试了无损压缩，需要给朋友发点什么吗？尝试这些快速的方法在线传输大文件。如果你需要帮助压缩大的音频文件，这里有一些简单有效的方法。