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什么是LZH格式?
LZH 归档
LXF（Linux 提取格式）是一种归档格式，通常用于分发 Linux 发行版和其他软件包。它是作为较旧的 SXF（系统提取格式）的继任者而开发的，并在压缩、安全性和灵活性方面提供了多项改进。LXF 归档文件被设计为自包含的，这意味着它们包含提取和安装所需的所有必要文件和元数据。
从本质上讲，LXF 归档文件由一系列压缩文件和目录组成，以及一个描述归档文件内容的清单文件。清单文件通常命名为 `manifest.json`，其中包含元数据，例如归档文件版本、创建日期以及归档文件中包含的所有文件和目录的列表。清单中的每个条目都包含文件路径、大小、权限和用于完整性验证的校验和。
LXF 归档文件使用压缩算法的组合来实现高压缩比，同时保持快速的提取速度。LXF 中最常用的压缩算法是 LZMA（Lempel-Ziv-Markov 链算法）和 Brotli。LZMA 以其出色的压缩比而闻名，但与其他算法相比，其压缩和解压缩速度较慢。另一方面，Brotli 在压缩比和速度之间提供了良好的平衡，使其适用于较大的归档文件。
要创建 LXF 归档文件，首先使用所选的压缩算法压缩文件和目录。然后将压缩数据分成固定大小的块，通常为 64 KB 或 128 KB。每个块都使用快速压缩算法（例如 LZ4 或 Snappy）单独压缩，以进一步减小归档文件的大小。压缩块按顺序存储在归档文件中，连同清单和其他元数据。
LXF 的一个关键特性是对并行提取的支持。归档文件格式旨在允许多个线程同时提取归档文件的不同部分，从而在多核系统上显著减少提取时间。这是通过独立存储压缩块并提供一个索引来实现的，该索引将每个块映射到其在归档文件中的相应文件和偏移量。
LXF 还包含多项安全措施，以确保归档数据的完整性和真实性。归档文件中的每个文件都与一个校验和相关联，通常使用 SHA-256 算法计算。校验和存储在清单中，可用于验证提取文件的完整性。此外，LXF 支持数字签名，允许归档文件创建者使用私钥对清单进行签名。接收者可以使用相应的 公钥验证签名，确保归档文件来自受信任的来源并且未被篡改。
要提取 LXF 归档文件，提取工具首先读取清单并使用提供的校验和和数字签名验证其完整性。如果验证成功，该工具将继续并行提取压缩块，利用多个线程来加速进程。每个块都使用适当的算法解压缩，并将提取的文件写入目标目录，保留原始文件路径和权限。
可以使用各种工具创建和提取 LXF 归档文件，包括官方 `lxf` 命令行实用程序和图形用户界面，如 `lxf-gui`。这些工具提供了用于指定压缩算法、块大小和其他参数的选项，以针对特定用例优化归档文件。它们还提供诸如归档文件拆分和合并之类的功能，允许将大型归档文件分布在多个文件中并在提取期间重新组装。
除了在 Linux 发行版中使用外，LXF 在其他领域也获得了普及，例如游戏开发和科学计算。游戏开发者经常使用 LXF 来分发游戏资产和资源，利用其高压缩比和快速的提取速度。在科学计算中，LXF 用于归档和分发大型数据集，确保数据完整性并促进研究人员之间的协作。
尽管有许多优点，但 LXF 并非没有局限性。与 TAR 和 ZIP 等其他已建立的归档文件格式相比，其相对较新的状态是一个潜在的缺点。这意味着对 LXF 的支持可能不会那么广泛，并且一些较旧的系统或工具可能不支持提取 LXF 归档文件。然而，随着 LXF 获得更多采用并得到更广泛的认可，预计这个问题会随着时间的推移而减少。
另一个需要考虑的是压缩和提取 LXF 归档文件所需的计算开销。虽然使用并行提取和快速压缩算法有助于减轻这种开销，但与更简单的格式相比，创建和提取大型 LXF 归档文件仍然可能耗时且资源密集。然而，对于优先考虑高压缩比和数据完整性的场景，LXF 的好处通常超过计算成本。
总之，LXF 归档文件格式代表了数据压缩和分发领域的一项重大进步。其高压缩比、并行提取和强大的安全措施的结合使其成为从 Linux 发行版到游戏开发和科学计算的广泛应用的理想选择。随着 LXF 继续发展和获得采用，它很可能会成为开发人员和系统管理员工具库中越来越重要的工具。
文件压缩通过减少冗余，让相同的信息占用更少的比特。可压缩的上限受信息论约束：对于无损压缩，上界是信源熵（参见香农的信源编码定理及其 1948 年的原始论文《通信的数学理论》）。对于有损压缩，码率与感知质量之间的权衡由率失真理论描述。
两大支柱：建模与编码
大多数压缩器分两步。首先，模型预测或揭示数据中的结构。然后，编码器把这些预测变成近乎最优的比特模式。一个经典的建模家族是 Lempel–Ziv：LZ77 (1977)和 LZ78 (1978) 会检测重复子串并输出引用而不是原始字节。在编码端，霍夫曼编码（见原始论文1952）会为更常见的符号分配更短的代码。 算术编码和范围编码能更贴近熵极限，而现代的非对称数值系统（ANS）用查表实现获得相似的压缩率。
常见格式的实际做法
DEFLATE（被 gzip、zlib 与 ZIP 采用）结合了 LZ77 和霍夫曼编码。其规范完全公开：DEFLATERFC 1951、zlib 封装RFC 1950以及 gzip 文件格式RFC 1952。Gzip 面向流式传输并明确不提供随机访问。PNG 图像标准化将 DEFLATE 作为唯一的压缩方法（窗口最多 32 KiB），可见 PNG 规范“Compression method 0… deflate/inflate… at most 32768 bytes”和W3C/ISO PNG 第二版。
Zstandard (zstd)： 面向高压缩率与快速解压的通用压缩器。格式记录在RFC 8878（还有HTML 镜像）以及 GitHub 上的参考规范文档。与 gzip 类似，基本帧不追求随机访问。zstd 的拿手好戏是字典：从语料中抽取的小样本能显著改善大量小文件或相似文件的压缩（参见python-zstandard 字典文档与Nigel Tao 的示例）。各实现同时支持“无结构”和“有结构”字典（讨论）。
Brotli： 为网页内容（例如 WOFF2 字体、HTTP）优化，混合静态字典与类似 DEFLATE 的 LZ+熵编码核心。规范见RFC 7932，其中也指出滑动窗口大小为 2WBITS-16，WBITS 取值 [10, 24]（1 KiB-16 B 到 16 MiB-16 B），并且不尝试随机访问。Brotli 常在网页文本上优于 gzip，同时保持快速解码。
ZIP 容器： ZIP 是一种文件归档格式，可存储使用多种压缩算法（deflate、store、zstd 等）的条目。事实标准是 PKWARE 的 APPNOTE（参见APPNOTE 门户、托管副本以及美国国会图书馆的概览ZIP File Format (PKWARE)/ZIP 6.3.3）。
常见问题解答
什么是文件压缩？
文件压缩是一种减小文件或文件集大小的过程，通常用于节省存储空间或加速网络传输。
文件压缩是如何工作的？
文件压缩通过识别和删除数据中的冗余来工作。它使用算法在更小的空间中编码原始数据。
文件压缩有哪些类型？
文件压缩的两种主要类型是无损压缩和有损压缩。无损压缩允许完美恢复原始文件，而有损压缩则以损失部分数据质量为代价，实现更大的大小减小。
文件压缩工具的例子是什么？
文件压缩工具的一个流行例子是WinZip，它支持包括ZIP和RAR在内的多种压缩格式。
文件压缩会影响文件的质量吗？
对于无损压缩，质量保持不变。然而，对于有损压缩，由于它消除了较不重要的数据以更大程度地减小文件大小，因此可能会有明显的质量下降。
文件压缩安全吗？
是的，就数据完整性而言，文件压缩是安全的，尤其是无损压缩。然而，像任何文件一样，压缩的文件可能会被恶意软件或病毒攻击，因此总是必要的有安装可靠的安全软件。
哪些类型的文件可以被压缩？
几乎所有类型的文件都可以被压缩，包括文本文件、图像、音频、视频和软件文件。然而，可达到的压缩水平可以在文件类型之间大大变化。
ZIP文件是什么意思？
ZIP文件是一种使用无损压缩来减小一个或多个文件大小的文件格式。ZIP文件中的多个文件有效地被捆绑在一起成为一个单一的文件，这也使得分享变得更容易。
我可以压缩一个已经压缩的文件吗？
技术上，是的，尽管额外的减小大小可能是微不足道的甚至适得其反。压缩一个已经压缩的文件有时可能会增加它的大小，由于压缩算法添加的元数据。
我如何解压文件？
要解压文件，你通常需要一个解压或解压缩工具，如WinZip或7-Zip。这些工具可以从压缩格式提取原始文件。