二维码概述(QRCode)

  二维码也叫二维条码或二维条形码。二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。

• 二维码的起源

  二维码的起源是日本，原本是DensoWave公司为了追踪汽车零部件而设计的一种条码。

• 二维码的特点

  1、高密度编码，信息容量大：可容纳多达l850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。

　　2、编码范围广：该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，用条码表示出来；可以表示多种语言文字；可表示图像数据。

　　3、容错能力强，具有纠错功能：这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达50％仍可恢复信息。

　　4、译码可靠性高：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。

　　5、可引入加密措施：保密性、防伪性好。

　　6、成本低，易制作，持久耐用。

　　7、条码符号形状、尺寸大小比例可变。

　　8、二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读。

　　9、二维条码具有储存量大、保密性高、追踪性高、抗损性强、备援性大、成本便宜等特性，这些特性特别适用于表单、安全保密、追踪、证照、存货盘点、资料备援等方面。

• 二维码的类型

  二维码可以分为堆叠式/行排式二维码和矩阵式二维码。它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。堆叠式/行排式二维码形态上是由多行短截的一维码堆叠而成；矩阵式二维码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”，用“空”表示二进制“0”，“点”和“空”的排列组成代码。

　　1、堆叠式/行排式

　　堆叠式/行排式二维码（又称堆积式二维码或层排式二维码），编码原理是建立在一维码基础之上，按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加，需要对其进行判定，其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。有代表性的行排式二维码有：Code16K、Code49、PDF417等。

　　2、矩阵式

　　矩阵式二维码（又称棋盘式二维码），它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。矩阵式二维码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维码有：CodeOne、MaxiCode、QRCode、DataMatrix等。

　　在目前几十种二维码中，常用的码制有：PDF417二维码,Datamatrix二维码,Maxicode二维码,QRCode,Code49,Code16K,Codeone等，除了这些常见的二维码之外，还有Vericode条码、CP条码、CodablockF条码、田字码、Ultracode条码，Aztec条码。

• 二维码（QRcode）容量的计算

这里以第一版的来进行计算，第一版（21×21）不的格式如下：

  其中的只有黄色的是存储数据的内容，在第一版本中只有217（21×21 - 8*9*3 -8）个存储数据的数空间，
  而其中有用的数据是 217 - 1个数据结尾标志 = 216 ，在216bit 。 
  216bit/8 = 27Byte 在版本一的QR码中只能够存储27Byte的数据（要是有校验容错就更少了）
  其他版本的QR码也是采取这样计算的。

• 代码实现

  
      package com.zero.tree;
  
      import java.awt.Color;
      import java.awt.Graphics2D;
      import java.awt.image.BufferedImage;
      import java.io.File;
      import java.io.IOException;
      import java.io.InputStream;
      import java.io.OutputStream;
  
     import javax.imageio.ImageIO;
  
     import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
  
     import com.swetake.util.Qrcode;
  
     import jp.sourceforge.qrcode.QRCodeDecoder;
     import jp.sourceforge.qrcode.exception.DecodingFailedException;
  
     public class QrCodeBase {
  
  	       /**
  	        * @创建人 zero
     	 * @创建时间 2018年6月1日 下午7:12:21
     	 * @说明  生成二维码(QRCode)图片
     	 * @备注
  	        * @param content 存储内容
  	        * @param imgPath 图片路径
  	        * @param imgType 图片类型
     	 * @param size 二维码尺寸
  	        * @return void
     	 * @throws Exception 
  	        */
            	public static void encoderQRCode(String content, String imgPath, String imgType,
  			int size, String charset) throws Exception {
  	       	try {
  			// 二维码级别 (1-40)
  			if (size < 1 || size > 40) {
  				// 默认为 7
  				size = 7;
  			}
  			BufferedImage bufImg = qRCodeCommon(content, size, charset);
  			File imgFile = new File(imgPath);
  			// 生成二维码QRCode图片
  			if (StringUtils.isBlank(imgType)) {
  				imgType = "png";
  			}
  			ImageIO.write(bufImg, imgType, imgFile);
  		} catch (Exception e) {
  			throw new Exception("function encoderQRCode: ", e);
  		}
  	       }
  
  	       /**
  	        * 生成二维码(QRCode)图片
  	        * @param content 存储内容
  	        * @param output 输出流
  	        * @param imgType 图片类型
  	        * @param size 二维码尺寸
  	        * @throws Exception 
  	        * 未测试呢
            	 */
     	public static void encoderQRCode(String content, OutputStream output, String imgType,
  			int size, String charset) throws Exception {
  		try {
  			BufferedImage bufImg = qRCodeCommon(content, size, charset);
  			// 生成二维码QRCode图片
  			if (StringUtils.isBlank(imgType)) {
  				imgType = "png";
  			}
  			ImageIO.write(bufImg, imgType, output);
  		} catch (Exception e) {
  			throw new Exception("function encoderQRCode: ", e);
  		}
     	}
  
     	/**
     	 * @创建人 zero
     	 * @创建时间 2018年6月1日 下午7:12:46
     	 * @说明 生成二维码(QRCode)图片的公共方法
     	 * @备注
     	 * @param content 存储内容
     	 * @param size 二维码尺寸
     	 * @param charset 字符集 -默认utf-8
     	 * @return BufferedImage
     	 * @throws Exception
     	 */
     	private static BufferedImage qRCodeCommon(String content, int size, String charset) throws Exception {
  		BufferedImage bufImg = null;
  		try {
  			Qrcode qrcodeHandler = new Qrcode();
  			// 设置二维码排错率，可选L(7%)、M(15%)、Q(25%)、H(30%)，排错率越高可存储的信息越少，但对二维码清晰度的要求越小
  			qrcodeHandler.setQrcodeErrorCorrect('M');
  			qrcodeHandler.setQrcodeEncodeMode('B');
  			// 设置设置二维码尺寸，取值范围1-40，值越大尺寸越大，可存储的信息越大
  			qrcodeHandler.setQrcodeVersion(size);
  
  			// 获得内容的字节数组，设置编码格式
  			byte[] contentBytes = content.getBytes("utf-8");
  			if (!StringUtils.isBlank(charset)) {
  				contentBytes = content.getBytes(charset);
  			}
  
  			// 图片尺寸
  			int imgSize = 67 + 12 * (size - 1);
  			bufImg = new BufferedImage(imgSize, imgSize, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
  			Graphics2D gs = bufImg.createGraphics();
  
  			// 设置背景颜色 -> WHITE
  			gs.setBackground(Color.WHITE);
  			gs.clearRect(0, 0, imgSize, imgSize);
  			// 设定图像颜色 -> BLACK
  			gs.setColor(Color.BLACK);
  
  			// 设置偏移量，不设置可能导致解析出错
  			int pixoff = 2;
  
  			// 内容最大长度  如果内容不全增加级别 （1 - 40）
          int lengthTmp = (21 + 4*(size - 1));
  			int contentLength = (lengthTmp * lengthTmp - (8*9*3 + 8 + 1)) / 8;
  
  			// 输出内容> 二维码
  			if (contentBytes.length > 0 && contentBytes.length < contentLength) {
  			    boolean[][] codeOut = qrcodeHandler.calQrcode(contentBytes);
  				for (int i = 0; i < codeOut.length; i++) {
  					for (int j = 0; j < codeOut.length; j++) {
  						if (codeOut[j][i]) {
  							gs.fillRect(j * 3 + pixoff, i * 3 + pixoff, 3, 3);
  						}
  					}
  				}
  			} else {
  				throw new Exception("QRCode content bytes length = " 
  			            + contentBytes.length + " not in [0, " + contentLength + "].");
  			}
  
  			gs.dispose();
  			bufImg.flush();
  
  		} catch (Exception e) {
  			throw new Exception("生成二维码时异常: ", e);
  		}
  		return bufImg;
  	       }
  
  	       /**
     	 * @创建人 zero
     	 * @创建时间 2018年6月1日 下午7:37:44
     	 * @说明 解析二维码(QRCODE)图片
     	 * @备注
     	 * @param imgPath
     	 * @return String
  	        * @throws Exception 
  	        */
     	public static String decoderQRCode(String imgPath, String charset) throws Exception {
  		// QRCode 二维码图片的文件
  		File imageFile = new File(imgPath);
  		BufferedImage bufImg = null;
  		String content = null;
  		try {
  			bufImg = ImageIO.read(imageFile);
  			QRCodeDecoder decoder = new QRCodeDecoder();
  			content = new String(decoder.decode(new DimensionQRCodeImage(bufImg)), charset); 
  		} catch (IOException e) {
  			throw new Exception(e);
  		} catch (DecodingFailedException dfe) {
  			throw new Exception(dfe);
  		}
  		return content;
  	       }
  
  	       /**
     	 * 解析二维码（QRCode）
     	 * @param input 输入流
     	 * @return
     	 * 未测试
     	 */
     	public String decoderQRCode(InputStream input) {
  		BufferedImage bufImg = null;
  		String content = null;
  		try {
  			bufImg = ImageIO.read(input);
  			QRCodeDecoder decoder = new QRCodeDecoder();
  			content = new String(decoder.decode(new DimensionQRCodeImage(bufImg)), "utf-8"); 
  		} catch (IOException e) {
  			System.out.println("Error: " + e.getMessage());
  			e.printStackTrace();
  		} catch (DecodingFailedException dfe) {
  			System.out.println("Error: " + dfe.getMessage());
  			dfe.printStackTrace();
  		}
  		return content;
  	       }
  
     }
  
  

---

```java
   
 package com.zero.tree;

import java.awt.image.BufferedImage;

import jp.sourceforge.qrcode.data.QRCodeImage;

public class DimensionQRCodeImage implements QRCodeImage {

BufferedImage bufImg;

public DimensionQRCodeImage(BufferedImage bufImg) {
	this.bufImg = bufImg;
}

@Override
public int getHeight() {
		return bufImg.getHeight();
}

@Override
public int getPixel(int x, int y) {
		return bufImg.getRGB(x, y);
}

@Override
public int getWidth() {
		return bufImg.getWidth();
}

}
```

• 引用：

  1. http://wiki.mbalib.com/wiki/%E4%BA%8C%E7%BB%B4%E7%A0%81

  2. https://www.cnblogs.com/interdrp/p/7043738.html

  3. https://blog.csdn.net/dekko/article/details/6121899

  4. https://blog.csdn.net/wo240/article/details/52615276

  5. https://blog.csdn.net/u012453843/article/details/71512104

  6. https://www.cnblogs.com/interdrp/p/7043738.html

  7. https://blog.csdn.net/acnt3w/article/details/8810420