Arnie97：析出离题内容

2017-06-01T09:17:32Z

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=== 数据对象的内部表示（变量） ===
数据在内存中以不同的方式（'''数据结构'''）储存着。这些数据结构当中有顺序的（例如线性表的数组形式），也有非顺序的（例如线性表的链表形式）。

=== 数据对象的外部表示（文件） ===
为了将数据，尤其是非顺序的数据：
* 保存于外存（硬盘、光盘、闪存等）的某个文件中以备后用
* 通过网络等方式共享给另一台计算机
* 通过串口等方式传送至图形计算器等设备

我们需要将数据编码为字符串（字节流）方能储存或传输，这一编码过程称为'''序列化（Serialization）'''。

=== 变量的类型系统：静态类型与动态类型 ===
变量是代指数据的名称、符号。
* 在 C++、Java 等语言中，'''每个变量均对应一个特定的数据类型'''，使用前必须声明每个变量的数据类型，这样的类型系统称为'''静态类型'''。
* 在 Haskell 等语言中，虽然很多情况下不需手动声明变量的数据类型，而是通过计算机的'''自动推导'''来确定数据类型，但每个变量均有特定的类型——类似 C++ 11 中使用 <code>auto</code> 的情形——因此同样属于静态类型。
* 在 Python、JavaScript 等语言中，'''类型依附于变量中储存的数据本身，数据有类型而变量无类型'''，这样的类型系统称为'''动态类型'''。

=== 文件的类型判定：扩展名与特征签名 ===
类比变量，文件名（和路径）是代指文件的符号。对于文件来说，同样有数种不同的方式来记录它的类型，其中就包括：
* 文件'''名称'''的某个特定部分指示一个文件的类型——通常是最后一个小数点后的部分，也就是'''扩展名（Extension）'''。
* 文件'''内容'''的某个特定部分，即'''特征签名（File Signature）'''指示一个文件的类型——通常是最前面的部分，也就是'''头部（Header）'''。

扩展名最早在 [https://en.wikipedia.org/wiki/CP/M CP/M] 操作系统中被采用，而后又随一脉相承的 DOS 和 Windows 得到了推广；特征签名则在 <span style="font-variant: small-caps;">Unix</span> 中被广泛应用，而后又被 Linux 等操作系统所继承下来。由于两类操作系统均得到了广泛的应用，现实中两种方式常常共存：

{| class="wikitable sortable"
|-
! 文件类型 !! 扩展名 !! 特征签名<ref>{{cite web|url=https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_file_signatures|title=英文维基百科：文件特征签名列表}}</ref>
|-
| PDF 文档 || pdf || <code>%PDF</code>
|-
| ZIP 压缩文件 || zip docx pptx xlsx 等 || <code>PK</code>（设计者 '''P'''hil '''K'''atz）
|-
| RAR 压缩文件 || rar || <code>Rar!</code>
|-
| CAB 压缩文件 || cab || <code>MSCF</code>（'''M'''icro'''s'''oft '''C'''abinet '''F'''ile）
|-
| [https://en.wikipedia.org/wiki/DOS_MZ_executable MZ 可执行文件]
[https://zh.wikipedia.org/wiki/可移植可执行 PE 可执行文件]
|| com exe
exe dll sys ocx cpl scr 等
|| <code>MZ</code>（设计者 '''M'''ark '''Z'''bikowski）
（为向下兼容 DOS，PE 文件头部与之相同）
|-
| [https://zh.wikipedia.org/wiki/可執行與可鏈接格式 ELF 可执行文件] || 无 || <code>\x7F</code> <code>E</code> <code>L</code> <code>F</code>
|-
| PNG 图片 || png || <code>\x89</code> <code>P</code> <code>N</code> <code>G</code>
|-
| GIF 图片 || gif || <code>GIF89a</code> 或 <code>GIF87a</code>
|-
| JPEG 图片 || jpg jpeg || 以 <code>\xFF</code> <code>\xD8</code>开始，<code>\xFF</code> <code>\xD9</code> 结束
|-
| Midi 音轨 || midi || <code>MThd</code>（'''M'''IDI '''T'''rack '''h'''ea'''d'''er）
|-
| Java 字节码 || class || <code>\xCA</code> <code>\xFE</code> <code>\xBA</code> <code>\xBE</code>，即十六进制 <code>CAFEBABE</code>
|}

从上面的例子中可以看出，既有一个扩展名对应多种特征签名的情况（如 GIF 文件），也有多种扩展名对应单一特征签名的情况（如 PE 文件）。当扩展名和特征签名共存时，有时会结合两种因素来决定文件如何解析，更多时候则只选择其中的主要因素来判断文件的类型。例如，将 JPEG 图片的扩展名更改为 png 仍能用多数图片查看器正常打开，说明这些软件仅通过文件内容中的特征签名来判断文件的格式，扩展名无关紧要。'''

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