文件壓縮是web工作方式的核心部分。它允許我們傳輸文件，否則會佔用太多的帶寬和時間。無論何時訪問ZIP文件或查看JPEG圖像，您都可以從文件壓縮中獲益。

因此，有時您可能會問一個問題：文件壓縮是如何工作的？下面是壓縮工作原理的基本介紹。

壓縮意味著什麼？

簡單地說，文件壓縮（或數據壓縮）是在保留原始數據的同時減小文件大小的行為。這樣做可以減少文件在存儲設備上佔用的空間，此外還可以更方便地通過internet或其他方式傳輸。

重要的是要注意壓縮不是無限的。將文件壓縮為ZIP文件可以減小其大小，但不能繼續壓縮文件以進一步減小其大小。

通常，文件壓縮分為兩種主要類型：有損壓縮和無損壓縮。讓我們看看這兩種方法是如何依次工作的。

文件壓縮工作原理：有損壓縮

有損壓縮通過刪除不必要的信息位來減小文件大小。它在圖像、視頻和音頻格式中最為常見，在這些格式中，源媒體的完美表示是不必要的。這類媒體的許多常見格式都使用有損壓縮；MP3和JPEG是兩個流行的例子。

MP3並不包含原始錄音中的所有音頻信息，相反，它會發出一些人類聽不到的聲音。無論如何，您不會注意到它們丟失了，因此刪除這些信息會導致文件大小減小，基本上沒有缺點。

類似地，JPEG會刪除圖像中不重要的部分。例如，在包含藍色天空的圖片中，JPEG壓縮可能會將所有天空像素更改為一個或兩個藍色陰影，而不是使用幾十個不同的陰影。

但是，文件壓縮得越重，質量下降就越明顯。你可能在上傳到YouTube的MP3文件中遇到過這種情況。例如，比較這首高質量的音樂曲目：

同一首歌的高度壓縮版本：

當一個文件包含的信息超過您的目的所需時，有損壓縮是合適的。例如，假設您有一個巨大的原始圖像文件。當你把圖片打印到一個大的橫幅上時，你可能想保持這種質量，但是把原始文件上傳到Facebook是毫無意義的。

這張照片包含的數據太多了，在社交媒體網站上看的時候是看不到的。將圖像壓縮成高質量的JPEG會拋出一些信息，但在肉眼看來，圖像幾乎是一樣的。請參閱我們對流行圖像格式的比較，以更深入地瞭解這一點。

一般使用的有損壓縮

正如我們所提到的，有損壓縮是偉大的大多數形式的媒體。正因為如此，對於像Spotify和Netflix這樣不斷傳輸大量信息的公司來說至關重要。儘可能減小文件大小，同時保持質量，使其操作更高效。你能想象如果YouTube上的每一個視頻都是以原始的未壓縮格式存儲和傳輸的嗎？

但是有損壓縮對於所有信息都至關重要的文件來說效果不太好。例如，對文本文件或電子表格使用有損壓縮會導致輸出混亂。你真的不能扔掉任何東西而不嚴重損害最終產品。

以有損格式保存時，通常可以設置質量級別。例如，許多圖像編輯器都有一個滑塊，可以在0-100之間選擇JPEG的質量。

以大約90%或80%的速度保存可以大大減少文件大小，但對眼睛來說差別不大。但是以低質量保存或者以有損格式重複保存同一個文件會降低它的性能。

下面您可以看到一個這樣的例子（單擊以查看較大的圖像）。左邊是從Pixabay下載的JPEG格式的原始圖像。中間圖像是以50%的質量將其保存為JPEG的結果。最右邊的圖像顯示的是保存為10%質量JPEG的原始圖像。

快速看一眼，中間的圖像看起來並不太糟。如果放大，則只能注意到框邊緣周圍的瑕疵。當然，最右邊的圖像立即看起來很糟糕。

在為上載進行裁剪之前，文件大小分別為874KB、310KB和100KB。

文件壓縮工作原理：無損壓縮

無損壓縮是一種減小文件大小的方法，這樣可以完美地重建原始文件。與有損壓縮相反，它不會拋出任何信息。相反，無損壓縮基本上是通過消除冗餘來工作的。

讓我們舉一個基本的例子來說明這意味著什麼。下面是一堆10塊磚：兩塊藍色，五塊黃色，三塊紅色。這個堆棧是說明這些塊的一種簡單方法，但是還有另一種方法。

我們不需要顯示所有的10個塊，我們可以刪除除一種顏色以外的所有塊。然後，如果我們用數字來表示每種顏色有多少塊磚，我們就用更少的磚來表示完全相同的信息位。我們現在只需要三塊磚，而不是10塊磚。

這是如何無損壓縮是可能的一個簡單的例子。它通過消除冗餘以更有效的方式存儲相同的信息。考慮一個實際的文件，其中包含以下字符串：

可以“壓縮”為以下更簡短的形式：

這允許我們使用7個字符而不是24個字符來表示相同的數據，這是一個顯著的節省。

日常使用中的無損壓縮

如上所述，無損壓縮在無法刪除任何原始文件的情況下非常重要。如果您對ZIP文件的工作方式感到好奇，那麼這就是答案。

當您從Windows中的可執行程序創建ZIP文件時，它使用無損壓縮。ZIP文件壓縮是一種更有效的存儲程序的方法，但是當您解壓縮它時，所有的原始信息都會顯示出來。如果使用有損壓縮來壓縮可執行文件，解壓後的版本將被損壞，無法使用。

常見的無損格式包括圖像的PNG格式、音頻的FLAC格式和ZIP格式。用於視頻的無損格式很少，因為它們會佔用大量的空間。

何時使用有損壓縮與無損壓縮

現在我們已經研究了兩種文件壓縮形式，您可能想知道何時應該使用其中一種。事實證明，沒有“更好”的壓縮形式——這完全取決於您使用這些文件的目的。

一般來說，當您需要源材料的完美副本時，應該使用無損壓縮，當不完美副本足夠好時，應該使用有損壓縮。讓我們看另一個例子，看看它們如何協調工作。

假設你剛剛挖掘了你的舊CD收藏，想把它數字化，這樣你的電腦上就有了你所有的音樂。當你翻錄CD時，使用像FLAC這樣的無損格式是很有意義的。這樣，您的計算機上就有了與原始CD一樣好的主副本。

以後，也許你想把一些音樂放在**或舊的MP3播放器上，這樣你就可以邊走邊聽了。你可能不在乎你的音樂質量是否完美，所以你可以把FLAC文件轉換成MP3。這會給你一個音頻文件，仍然可以完美地收聽，但不會佔用你的移動設備太多的空間。從FLAC轉換的MP3的質量將和您從原始CD創建的壓縮MP3一樣好。你甚至可以直接在iPhone上壓縮視頻。

文件中表示的數據類型也可以決定哪種壓縮類型最好。因為PNG圖像使用無損壓縮，它們為具有大量均勻空間的圖像提供了小文件大小，如計算機屏幕截圖。但是，您會注意到，PNG在真實照片中表示雜亂的顏色時會佔用更多的空間。

文件壓縮過程中的問題

正如我們所看到的，將無損格式轉換為有損格式是很好的，就像將一種無損格式轉換為另一種無損格式一樣。但是，您不應該將有損格式轉換為無損格式，並且應該注意將一種有損格式轉換為另一種格式。

將有損格式轉換為無損格式只是浪費空間。記住，有損格式會拋出數據；不可能恢復這些數據。

假設你有一個3MB的MP3文件。將其轉換為FLAC可能會產生一個30MB的文件，但這30MB包含的聲音與小得多的MP3完全相同。轉換回無損格式並不能“恢復”MP3壓縮拋出的信息。

最後，如前所述，將一種有損格式轉換為另一種格式（或以相同格式重複保存）將進一步降低質量。每次應用有損壓縮時，都會丟失更多細節。這一點變得越來越明顯，直到文件被徹底銷燬。

壓縮是如何工作的？現在你知道了

我們已經研究了有損壓縮和無損壓縮，看看它們是如何工作的。現在您知道了如何以比原始格式更小的大小存儲文件，以及如何根據需要選擇最佳方法。

當然，決定哪些數據在有損方法中被拋出，以及如何在無損壓縮中最好地存儲冗餘數據的算法比我們在這裡解釋的要複雜得多。如果你感興趣的話，在這個話題上還有很多要發現的。

嘗試了無損壓縮，需要給朋友發點什麼嗎？嘗試這些快速的方法在線傳輸大文件。如果你需要幫助壓縮大的音頻文件，這裡有一些簡單有效的方法。