Python：利用 WinRAR 开发支持加密和恢复的工具

日常使用 Windows 时，经常需要对文件进行压缩、加密或分卷存储。WinRAR 本身已经提供了比较完善的功能，但如果需要批量处理多个文件和文件夹，操作起来仍然比较繁琐。

因此，我使用 Python 开发了一个简单的批量压缩工具。其并不重新实现压缩算法，而是调用 WinRAR 完成压缩操作。

界面

功能介绍

工具基于 Python 标准库中的 tkinter.ttk 构建，主要支持以下功能：

功能	说明
批量压缩	支持一次选择多个文件或文件夹
压缩等级	提供存储、最快、较快、标准、较好、最好六档
文件加密	支持设置 RAR 压缩密码
文件名加密	可选择同时加密压缩包内部的文件名
恢复记录	支持添加 1%、2%、3%、5%、10% 的恢复记录
分卷压缩	支持 100 MB、500 MB、1 GB、2 GB、4 GB、4.7 GB、25 GB
覆盖控制	可选择覆盖或跳过已经存在的压缩文件
运行日志	在窗口右侧显示 WinRAR 输出
Windows 通知	压缩完成后可发送系统通知
深浅色模式	自动检测 Windows 应用主题并调整界面颜色
高 DPI 适配	支持高分辨率显示器
环境检测	启动时自动查找 WinRAR

整个工具没有复杂的安装流程，只需要安装 Python 和 WinRAR 即可运行。Windows 通知功能属于可选功能，不会影响主要的压缩操作。

为什么选择 WinRAR？

Python 本身提供了 zipfile、tarfile 等标准库，可以直接创建 ZIP 或 TAR 压缩文件。

但这次开发有两个比较重要的需求：

支持压缩包加密，尤其是文件名加密。
支持恢复记录，提高压缩包在发生局部损坏时的可修复性。

WinRAR 的 RAR 格式能够同时满足这些需求，并且提供命令行接口，便于使用 Python 自动化调用。

压缩格式与数据恢复

压缩与纠错实际上是两个不同的概念。

普通压缩主要通过消除数据冗余减小文件体积，而恢复记录则需要额外保存用于修复损坏数据的信息。

如果压缩包中的一部分数据发生损坏，普通压缩文件可能无法正常解压。尤其是在使用固实压缩时，局部损坏可能影响后续多个文件。

WinRAR 提供了恢复记录功能，可以在创建 RAR 压缩包时额外写入一定比例的恢复数据。

例如：

1	WinRAR.exe a -rr3p archive.rar "example"

其中：

a：向压缩包添加文件。
-rr3p：添加约 3% 的恢复记录。
archive.rar：输出压缩包。
example：待压缩的文件或文件夹。

需要注意，恢复记录并不意味着压缩包可以承受任意程度的损坏。

实际修复能力取决于损坏的位置、范围以及压缩包结构。恢复记录比例越高，通常需要付出的额外存储空间也越多。

对于需要长期保存的文件，可以适当提高恢复记录比例，但仍然不能用它替代独立备份。

开发环境

本项目使用以下技术：

项目	技术
操作系统	Windows 10 / Windows 11
编程语言	Python 3
图形界面	Tkinter.ttk
压缩引擎	WinRAR
Windows API	ctypes
系统主题检测	winreg
后台任务	threading
外部程序调用	subprocess
Windows 通知	winotify（可选）

其中，除了可选的 winotify，其余 Python 模块均属于标准库。

如果需要启用 Windows 通知，可以通过 PowerShell 安装：

1	pip install winotify

如果不安装，程序仍然可以正常运行，只是不发送系统通知。

程序实现原理

整个程序可以分成三个部分：

使用 tkinter.ttk 创建图形界面。
根据用户选择生成 WinRAR 命令行参数。
通过 subprocess 调用 WinRAR，并将输出显示在日志窗口。

自动检测 WinRAR

程序启动时会尝试在常见安装目录中寻找 WinRAR.exe，比如：

1 2	C:\Program Files\WinRAR\WinRAR.exe C:\Program Files (x86)\WinRAR\WinRAR.exe

同时也会尝试从系统的 PATH 环境变量中寻找 WinRAR。

def find_winrar():
    candidates = []

    for env_name in ("ProgramFiles", "ProgramFiles(x86)", "ProgramW6432"):
        base = os.environ.get(env_name)
        if base:
            candidates.append(
                Path(base) / "WinRAR" / "WinRAR.exe"
            )

    path_result = shutil.which("WinRAR.exe")
    if path_result:
        candidates.append(Path(path_result))

    for path in candidates:
        if path.is_file():
            return str(path)

    return None

如果未检测到 WinRAR，程序会询问是否打开官方下载页面，然后退出。

压缩等级

WinRAR 可以通过 -m 参数控制压缩等级，例如：

1	WinRAR.exe a -m5 archive.rar "example"

在 Python 中，通过字典将界面中的中文选项映射为 WinRAR 参数：

mapping = {
    "存储": 0,
    "最快": 1,
    "较快": 3,
    "标准": 5,
    "较好": 7,
    "最好": 9,
}

其中，-m0 表示不压缩，仅存储文件；-m5 是 RAR5 常用的标准压缩等级。

压缩等级越高，并不意味着所有文件都能明显缩小。

例如，JPEG 图片、MP4 视频以及已经压缩过的文件，通常很难通过再次压缩获得明显的体积收益。

文件与文件名加密

WinRAR 提供了两种相关的密码参数：

1	-pPASSWORD

以及：

1	-hpPASSWORD

两者的区别是：

参数	文件内容加密	文件名加密
`-p`	是	否
`-hp`	是	是

因此，程序通过复选框控制是否加密文件名：

password = self.password_var.get()

if password:
    if self.encrypt_names_var.get():
        command.append(f"-hp{password}")
    else:
        command.append(f"-p{password}")

使用文件名加密后，未输入正确密码的用户通常无法查看压缩包内部的文件列表。

需要注意，当前程序通过命令行参数向 WinRAR 传递密码。在压缩进程运行期间，具有足够权限的本机进程可能读取命令行参数，因此不适合在不可信的共享计算机上处理高敏感密码。

添加恢复记录

恢复记录通过 -rr 参数实现。

程序提供以下选项：

RECOVERY_OPTIONS = [
    "1%",
    "2%",
    "3%",
    "5%",
    "10%",
]

生成命令行参数：

1
2
3

if self.recovery_var.get():
    percent = self.recovery_percent_var.get().rstrip("%")
    command.append(f"-rr{percent}p")

例如选择 5%，生成：

-rr5p

恢复记录可以提高压缩包发生局部损坏后的可修复性，但它并不是独立备份，也不能保证所有损坏都能恢复。

分卷压缩

分卷压缩适合将大型文件拆分成多个较小的压缩文件。

例如，需要将一个大型文件保存到单个文件大小受限的存储设备，或者分批传输到其他计算机时，可以使用分卷压缩。

WinRAR 通过 -v 参数设置分卷大小。

例如：

1	WinRAR.exe a -v1g archive.rar "example"

表示将压缩结果按约 1 GB 的大小分卷。

程序使用字典维护分卷选项：

VOLUME_MAP = {
    "不分卷": None,
    "100 MB": "100m",
    "500 MB": "500m",
    "1 GB": "1g",
    "2 GB": "2g",
    "4 GB": "4g",
    "4.7 GB（单层 DVD）": "4700m",
    "25 GB（蓝光光盘）": "25g",
}

生成参数：

volume_size = VOLUME_MAP.get(self.volume_var.get())

if volume_size:
    command.append(f"-v{volume_size}")

分卷后的压缩文件通常采用以下命名方式：

1
2
3

archive.part1.rar
archive.part2.rar
archive.part3.rar

最后一个分卷的大小通常小于设定值。

解压时，应将所有分卷放在同一目录中，并从第一个分卷开始解压。

需要注意，分卷本身并不提供数据冗余。如果缺失其中一个分卷，即使其他分卷没有损坏，也可能无法完整恢复原始文件。

防止界面卡死

如果直接在 Tkinter 主线程中执行压缩命令，压缩期间窗口可能无法响应鼠标操作，甚至被 Windows 标记为 “未响应”。

因此，程序使用 threading 将压缩任务放到后台线程执行：

worker = threading.Thread(
    target=self.compression_worker,
    daemon=True,
)
worker.start()

实际压缩操作通过 subprocess.Popen() 调用 WinRAR：

process = subprocess.Popen(
    command,
    stdout=subprocess.PIPE,
    stderr=subprocess.STDOUT,
    text=True,
    encoding="mbcs",
    errors="replace",
)

随后读取 WinRAR 输出，并显示到右侧日志区域。

由于 Tkinter 不适合直接从后台线程修改界面控件，程序通过 root.after() 将界面更新操作安排到主线程执行：

1	self.root.after(0, append)

这样既能保证窗口正常响应，也可以实时查看压缩进度和错误信息。

Windows 11 深浅色模式适配

Tkinter 是一个跨平台 GUI 库，但传统 ttk 控件并不能完整、自动地适配 Windows 11 的深色模式。

因此，程序采用了系统主题检测与手动设置控件颜色相结合的方案。

检测系统主题

Windows 会在注册表中保存应用主题设置：

1	HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Themes\Personalize

其中：

1	AppsUseLightTheme = 0

表示深色模式。

1	AppsUseLightTheme = 1

表示浅色模式。

Python 可以使用 winreg 读取这一设置：

def is_dark_mode():
    try:
        key_path = (
            r"Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion"
            r"\Themes\Personalize"
        )

        with winreg.OpenKey(
            winreg.HKEY_CURRENT_USER,
            key_path
        ) as key:
            value, _ = winreg.QueryValueEx(
                key,
                "AppsUseLightTheme"
            )

        return value == 0

    except OSError:
        return False

程序每隔 500 毫秒检查一次主题设置。

如果用户在 Windows 设置中切换深色或浅色模式，程序也会相应调整界面。

标题栏适配

普通 Tkinter 窗口的标题栏由 Windows 管理。

为了使标题栏也能够跟随系统主题，可以通过 ctypes 调用 Windows DWM API：

def set_dark_titlebar(hwnd, dark):
    value = ctypes.c_int(1 if dark else 0)

    ctypes.windll.dwmapi.DwmSetWindowAttribute(
        ctypes.c_void_p(hwnd),
        20,
        ctypes.byref(value),
        ctypes.sizeof(value),
    )

其中，属性编号 20 对应 DWMWA_USE_IMMERSIVE_DARK_MODE。

需要注意，具体效果取决于 Windows 版本。

输入框深色模式白底问题

在实际开发中，我遇到一个问题：

即使已经给 ttk.Entry 设置了深色样式，密码输入框内部仍然可能显示白色背景。

最终的解决方法是将密码输入框改为原生 tk.Entry，并直接控制背景色、文字颜色、光标颜色和选中区域颜色。

self.password_entry = tk.Entry(
    self.control_frame,
    textvariable=self.password_var,
    relief="flat",
    bd=0,
    highlightthickness=1,
)

深色模式下：

self.password_entry.configure(
    bg="#2b2b2b",
    fg="#ffffff",
    insertbackground="#ffffff",
    highlightbackground="#555555",
    highlightcolor="#60cdff",
    selectbackground="#454545",
    selectforeground="#ffffff",
)

浅色模式下：

self.password_entry.configure(
    bg="#ffffff",
    fg="#000000",
    insertbackground="#000000",
    highlightbackground="#999999",
    highlightcolor="#0067c0",
    selectbackground="#cce8ff",
    selectforeground="#000000",
)

这种方式比单纯修改 ttk 样式更容易控制输入框的实际显示效果。

高 DPI 适配

在高分辨率显示器上，传统 Tkinter 程序可能出现界面模糊或缩放异常。

程序通过 Windows API 设置进程 DPI 感知：

1	ctypes.windll.user32.SetProcessDpiAwarenessContext(ctypes.c_void_p(-4))

其中 -4 对应 Per-Monitor DPI Aware V2。

需要注意，这项设置必须在创建 Tk 窗口之前执行。

另外，程序没有指定自定义字体，而是尽量使用 Tkinter 默认字体，以减少高 DPI 环境下的字体显示问题。

总结

这次开发并没有涉及复杂的压缩算法，而是通过 Python 将 WinRAR 已有的命令行功能整合到一个简单的图形界面中。

开发过程中，比较值得记录的技术点包括：

使用 subprocess 调用外部程序。
使用 threading 避免 Tkinter 界面卡死。
使用 root.after() 实现线程安全的界面更新。
使用 winreg 检测 Windows 应用主题。
使用 ctypes 调用 Windows API。
使用 tk.Entry 解决 ttk 输入框深色模式适配问题。
使用 WinRAR 的命令行参数实现加密、恢复记录和分卷压缩。