问题

Windows 辨别文件为什么一定要扩展名?感觉 Linux 上要求就没有这么高?

回答
这个问题很有意思,也触及了 Windows 和 Linux 在文件管理哲学上的一个核心区别。简单来说,Windows 之所以高度依赖文件扩展名,是因为它早期设计的一个关键理念:“所见即所得,易于操作”。而 Linux 恰恰相反,它更强调“内核驱动,灵活性至上”。

咱们一点点拆解开来聊聊,别急。

Windows 的“扩展名情结”:为什么要认它?

你可以把 Windows 的文件扩展名想象成一个“身份标签”。每次你创建一个文件,比如一个文本文档,你输入文字、保存,系统就会默认给它加上 `.txt` 这个标签。这个标签有什么用呢?主要有以下几点:

1. 应用程序关联 (Application Association): 这是最最核心的用途。Windows 会维护一个庞大的“文件类型”数据库。当用户双击一个文件时,系统会读取它的扩展名,然后在数据库里查找:“哦,这个是 `.docx` 文件,它应该用 Microsoft Word 来打开。” 或者“这是 `.jpg` 文件,它应该用照片查看器打开。” 这种一对一的关联,让普通用户无需关心文件内部的编码或格式细节,直接双击就能启动正确的程序来处理,大大降低了使用门槛。

2. 用户界面提示 (User Interface Hint): 文件扩展名通常会关联一个特定的图标。一个 `.txt` 文件可能是一个白色纸张图标,一个 `.exe` 文件可能是一个带有 Windows 图标的方块。这给了用户一个直观的视觉线索,让他们能快速辨别文件的类型和用途,比如知道哪个是可执行程序,哪个是文档。

3. 系统分类和搜索 (System Categorization and Search): Windows 的文件资源管理器在排序、筛选和搜索时,会非常依赖文件扩展名。你可以很容易地找到所有 `.pdf` 文件,或者按类型对文件进行分组。这使得文件管理更加条理化。

4. 历史遗留的惯性 (Legacy and Inertia): Windows 的发展历史很长,早期版本的操作系统就建立了基于扩展名的文件管理模式。这种模式已经深入人心,并且有大量的应用程序和工具是围绕这个模式开发的。要改变这个根深蒂固的机制,成本非常高,而且可能会破坏现有的生态系统。

那么,为什么 Windows 对扩展名这么“执着”呢?

这跟 Windows 最初的定位有很大关系。Windows 的目标用户群是广大普通消费者,他们可能对计算机底层原理知之甚少,更看重的是操作的简便性和可视化。通过文件扩展名,Windows 为用户提供了一个简单易懂的交互方式:看到 `.doc` 就知道是 Word 文档,看到 `.exe` 就知道是程序,直接点两下就能用了。这是一种“图形化用户界面 (GUI)”的典型体现,将复杂的计算机操作抽象化,以用户友好的方式呈现。

Linux 的“解放”:为什么不需要那么“死板”?

你观察得很对,在 Linux(以及其他类 Unix 系统)上,文件扩展名并没有那么“强制性”。这背后是另一种哲学:

1. 文件内容即是真相 (Content is King): Linux 最核心的“秘密武器”是 magic numbers(魔数)和 `file` 命令。
Magic Numbers: 很多文件格式在文件的开头(通常是文件的第一个字节)会有一段固定的、特殊的字节序列,用来标识它是什么类型的文件。例如,JPEG 图片文件的开头通常是 `FF D8 FF`,PNG 图片文件的开头是 `89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A`。
`file` 命令: 这是 Linux 系统中一个非常强大的工具。当你运行 `file filename` 时,它不会去查看文件的扩展名,而是会读取文件的开头几个字节(甚至更多),根据预设的“魔数”数据库来判断文件的真实类型,并告诉你它的具体格式。例如,你可以有一个文件叫做 `my_photo`,没有任何扩展名,但 `file my_photo` 可能会告诉你 `my_photo: JPEG image data, JFIF standard 1.01, resolution (DPI), density 72x72, segment length 16, Exif Standard: [TIFF image data, littleendian, direntries=9, software=GIMP 2.10.22,Photoshop: Photoshop 3.0]`。

2. 可执行权限和文件类型 (Executable Permissions and File Type): 在 Linux 中,一个文件是否可以被执行,主要取决于它的“执行权限”位,而不是它的扩展名。你可以创建一个名为 `my_script` 的文件,往里面写 Bash 脚本,然后用 `chmod +x my_script` 给它加上执行权限,那么你就可以直接运行 `./my_script`。系统会根据文件的 Shebang (如 `!/bin/bash`,放在脚本的第一行) 来知道用哪个解释器来执行它。

3. 命令行的灵活性 (CommandLine Flexibility): Linux 极其依赖命令行工具。在命令行环境中,用户通常对文件类型有更清晰的认知,他们知道哪个命令用来处理文本,哪个用来处理图片。扩展名在这种场景下只是一个方便的标签,而不是必须的标识。用户可以通过管道 (`|`) 将一个命令的输出作为另一个命令的输入,而不用关心中间文件是否有特定的扩展名。

4. 更少的约定俗成,更多的自由 (Less Convention, More Freedom): Linux 的设计哲学更倾向于给用户提供最大的灵活性和控制权。用户可以自由地命名文件,可以为文件加上或去掉扩展名,系统也能通过内容来识别。这使得用户在组织和管理文件时,有更多的自由度。例如,你可以有一个名为 `data` 的目录,里面放了不同类型的配置文件、日志文件、脚本文件,而它们可能都没有扩展名,或者用了非常规的扩展名。只要你知道它们是什么,系统也能通过各种工具来处理。

为什么 Linux 可以“不在乎”扩展名?

Linux 的起源更偏向于科研和学术领域,用户的计算机素养相对较高,更习惯于使用命令行和理解文件的底层属性。同时,Linux 的设计者也更注重系统的效率和通用性,而不是为普通用户提供一个绝对“安全”和“简单”的界面。它提供的是工具和能力,让用户自己去构建工作流程。

总结一下两者的区别:

Windows: 依赖扩展名来标识文件类型,进而实现应用程序关联和用户界面的直观性。这是一种以用户体验为导向,通过“标签”来简化操作的设计。
Linux: 更依赖文件本身的内容(magic numbers)和元数据(如执行权限)来判断文件类型。扩展名更多的是一种约定俗成的辅助性标识,而不是系统识别的强制依据。这是一种以系统能力为导向,通过“内在信息”来决定行为的设计。

所以,不是 Linux 对文件的要求不严格,而是它判断文件类型的方式不同,并且给用户提供了更多的自主权和更底层的控制能力。Windows 让你看到 `.txt` 就知道是文本,而 Linux 可能会让你自己去验证 `file my_data` 到底是个什么东西,然后用对应的工具去处理。这两种方式各有优劣,只是服务于不同的用户群体和使用场景。

网友意见

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准确的说,辨别文件类型并不是操作系统的责任,而是具体使用某个文件的「应用程序」的责任。

如果你使用Windows的资源管理器来辨别文件,那么确实是要依赖扩展名。

事实上,早期版本的Windows资源管理器甚至会拒绝创建点开头的文件名,虽然实际上Windows系统支持这样的文件名(使用命令行可以创建你想要的名字的文件),但无法在资源管理器内创建。可以明显看出文件名+扩展名的这个机制是资源管理器这个「应用程序」强加的,而不是Windows操作系统本身的限制。

Linux要求没有这么高,其实这也与Linux本身没关系,只与你具体使用的某个应用程序有关系。如果你用了一个必须强制要求检测扩展名的应用程序,在这个程序内依然还是要依赖扩展名。

当然,Linux 有一个叫做 file 的程序,可以专门用来检测文件类型。你可以看到,它检测文件类型确实并不依赖文件名以及扩展名,除非是根本无法检测的情况下,才会依赖扩展名。由于这个文件是开源的,因此,理论上,哪怕你的私有文件,也可以将相关的类型检测代码植入进去,让file能够检测出来你的文件类型。

       poet:~/share$ file kotlin-compiler-1.5.20.zip kotlin-compiler-1.5.20.zip: Zip archive data, at least v1.0 to extract poet:~/share$ cp kotlin-compiler-1.5.20.zip noname poet:~/share$ file noname noname: Zip archive data, at least v1.0 to extract poet:~/share$     

上边的实验可以发现,即便我们将一个 zip 文件改名为没有扩展名的情况,file 程序依然可以正确检测它的文件类型。

对于可执行文件也是一样的,file可以正确识别出文件是动态链接库还是执行文件还是脚本,对于执行文件,file可以正确识别它是不是当前架构的,是x86还是arm的。file检测文件类型并不需要依赖扩展名。

但是,具体来说,一个 Linux 应用程序,很可能并不使用 file 程序来检测文件类型,这样的话,它也完全有可能存在没扩展名就无法检测文件类型的情况。

具体的应用程序行为完全可能跟操作系统内的推荐行为不一致。


结论:

  1. 是否使用扩展名辨别文件与操作系统无关,与你使用的那个应用程序有关。
  2. Windows资源管理器确实强制检测扩展名,但Windows下其它应用程序并不一定选择这样做。
  3. Linux内有标准的 file 程序可以用于检测文件类型,类似的机制被用于很多Linux应用软件,方法无非是读取文件内容并进行猜测,但此机制并未用于所有软件,如果某个Linux软件同样强制要求检测扩展名,这也是完全正常的现象。
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辨别文件上大家都是一样的本事,别想太多了。

扩展名只是个标记,一个约定,表示我这个文件是什么内容,但是没有,也不可能有任何实质的担保。你完全可以把一张图的扩展名标成.txt,把一个文本文件的扩展名标成.exe,顺便说一下,把docx的WORD文档改成.zip打开还有惊喜。

Windows只是提倡大家多使用扩展名罢了。Linux早年没那么提倡,但是Linux也完全不反对这么做。

正确使用扩展名的话,操作系统可以做一些额外的工作让用户有更好的体验。比如用不同的图标区分不同类型的文件,比如对满是图片的文件夹,自动调节成缩略图视图什么的。

完全不用扩展名,那操作系统只能把文件读一遍才知道是什么格式。这可不是什么好事,毕竟这大幅度增加硬盘负担,你多半不会乐意的。

而且很多的程序,包括操作系统的文件管理器,都不太乐意全靠自己详细地侦测文件是什么格式,而是扩展名说是什么格式,就当是什么格式。扩展名是错的,那程序就可能给出错误操作。这种错误Linux和Windows都会有。

我将一个文本文件改成.zip,无论Linux还是Windows都不能正确打开。并不存在谁就更聪明的情况。

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Windows只是资源管理器会根据扩展名选择特定的程序去打开,但实际上程序如何读取这个文件如何判定这个文件的格式是程序自己的事情,可以通过扩展名也可以通过读取文件头的方式。你在Windows里面把扩展名修改后也不意味着这个文件没法被相关程序读取了,因为扩展名这个东西只是文件系统的一部分。

Windows的扩展名本身继承自源于DOS的FAT文件系统的8.3规则,而这个命名系统据称参考了70年代末的那些小型机系统,再往前我就找不到溯源了,毕竟文件系统是磁盘诞生后才有的东西(纸带不需要文件名)

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某年某月的某一天,一客户问我,为什么我有一张图片上传不了?

你把你的图片文件截图我看看。

好吧,是一张bmp图片。于是我对她说,系统不支持bmp,你转成png或jpg再上传吧。

过了几分钟,又问我,我转了,结果还是上传不了。

你再截个图我看看。

好吧,确实是png了,可为什么还是上传了不呢?

你把图片发给我试试。

图片到手,用软件读了一个文件头,泥麻,这不就是一张bmp改了一下扩展名吗?

所以,你扩展是什么不重要,重要的是,这文件内容得与扩展名一致呀。

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某提某月的某一天,我上一公司培训,那里的员工对我特别热情。

其中有一位妹妹热情得我混身上下都不自在。唉呀老师,今天终于见到你本人了,在此之前光知其名不知其人,现在终于能将老师的名和老师的人关联到一起了。

好吧,我叫什么名不重要,重要的是,能将我这个人和我的名关联在一起才行。

扩展名也一样,对于一个文件,如果你非要把exe修改成txt,我觉得也没问题呀,但问题是,这明明是exe,为什么非要用txt当扩展名呢?可这windows也呆,他明明知道这不是txt,可还是会使用事本来打开,可打开就是一堆乱码。

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有人说,如果计算机都用文件头来读就好了。

可是,有一回,我读了一个txt文件,用gbk读,乱码,因为这是utf8,可问题是,文本并没有携带文件头,我也不知道这是utf8编码呀。后来我学乖了,读之前要先判断一下有没有数据头,可是,有些utf8是真没有数据头,而使用记事本生成的txt有EFBBBF,可问题是,如果我用电脑写出一个txt,这里面以GBK编码的“锘卡”开头,也就是编码是EFBBBFA8,里面包含了EFBBBF,那记事本也一并显示乱码。因为,谁也没办法限制用户以什么内容对txt进行开头。所以,在这种情况下,我觉得扩展名也是非常有用的。

[doge]

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