Java-二维码生成与识别（二）

给定一个既含有ASCII码又含有汉字的字符串，如“abcd今天天气不错”，如何生成其二维码并将获得的二维码识别成该字符串呢？要解决这个问题，首先我们需明白ASCII码和汉字的区别。ASCII码字节数为1，且其对应的二进码字符串首字符都是0，而汉字字节数为2，其对应的二进码字符串首字符可为0也可为1。所以为了区别汉字和ASCII码，我们可以在汉字第一个字节前添加一个由二进码1开头的字节。

方法一：

（一）二维码生成：

思路：获取给定字符串中的每个字符，并将其转为二进制码字符串。根据二进制码字符串的长度来判断字符是汉字还是ASCII码，并对其进行相应的补码操作。若是ASCII码，则补完码后需在其后加两个字节，以保持二维码图形的美观。若是汉字，则补完码后需在第一个字节前加一个由二进制码1开头的字节，以区分汉字和ASCII码。添加相应的字节后，将获得的二进制码字符串保存到数组中。之后对数组中的每个二进制码字符串进行字符遍历，若是‘0’，则设置画笔颜色为白色，若是‘1’，则设置画笔颜色为黑色。最后绘制图片。

1.获取给定字符串中的每个字符，并将其转为二进制码字符串。

String str="abcd今天天气不错";
for(int i=0;i<str.length();i++) {char c=str.charAt(i);//遍历字符串中的每个字符  binarystr=Integer.toBinaryString(c);//将获得的字符转为二进制码字符串
}

2.判断字符是汉字还是ASCII码，并对其进行相应的补码操作和添加字节操作。

if(binarystr.length()<=8) {//ASCII码while(binarystr.length()<8) {//不足8位的在前补0binarystr="0"+binarystr;}binarystr=binarystr+"1001010011010011";//补完码后 凑齐3个字节 保持图形的美观
}
else{//汉字while(binarystr.length()<16) {//不足16位在前补0binarystr="0"+binarystr;}binarystr="10010100"+binarystr;//在前补一个字节 该字节首个二进制码为1  用来区分是汉字还是ASCII码
}

3.对数组中的每个二进制码字符串进行字符遍历，设置画笔颜色，绘制图形。

for(int i=0;i<tobinarystr.length;i++) {String str=tobinarystr[i];//获取二进制码字符串数组中的每个二进码字符串for(int j=0;j<str.length();j++) {char c=str.charAt(j);//获取二进制码字符串中的每个字符//根据获得的字符进行判断 设置画笔颜色if(c=='0') {g.setColor(Color.WHITE);}else {g.setColor(Color.BLACK);}//绘制图片g.fillRect(100+i*10, 100+j*10, 10, 10);}
}

4.完整代码

QRcodeunion1类:将给定字符串中的每个字符转换为二进制码字符串，并创建保存二进制码字符串的数组。

public class QRcodeunion1 {String str="abcd今天天气不错";//声明一个字符串数组,用来保存将字符转为二进制码的字符串String[] binarystring=new String[str.length()];//创建方法 将字符串中每个字符（ASCII码或汉字）转为二进制码字符串 返回字符串数组public String[] tobinarystring() {String binarystr;for(int i=0;i<str.length();i++) {char c=str.charAt(i);//遍历字符串中的每个字符  binarystr=Integer.toBinaryString(c);//将获得的字符转为二进制码字符串//判断是汉字还是ASCII码if(binarystr.length()<=8) {//ASCII码while(binarystr.length()<8) {//不足8位的在前补0binarystr="0"+binarystr;}binarystr=binarystr+"1001010011010011";//凑齐3个字节 保持图形的美观}else{//汉字while(binarystr.length()<16) {//不足16位在前补0binarystr="0"+binarystr;}binarystr="10010100"+binarystr;//在前补一个字节 该字节前一位为1  用来区分是汉字还是ASCII码}System.out.println(binarystr);binarystring[i]=binarystr;}  return binarystring;}
}

QRcodeunionUI1类：创建二维码窗体界面，绘制二维码

import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import javax.swing.JFrame;
public class QRcodeunionUI1 extends JFrame {private static final long serialVersionUID = 1L;String[] tobinarystr= {};//创建窗体界面public void initUI() {setTitle("二维码");setSize(800,800);setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);setVisible(true);Graphics g=getGraphics();paint(g);//调用绘制方法}public void paint(Graphics g) {super.paint(g);//遍历二进制码字符串数组for(int i=0;i<tobinarystr.length;i++) {String str=tobinarystr[i];for(int j=0;j<str.length();j++) {char c=str.charAt(j);if(c=='0') {g.setColor(Color.WHITE);}else {g.setColor(Color.BLACK);}//按行绘制二进制码字符串 按列绘制二进制码字符串中的每个字符g.fillRect(100+i*10, 100+j*10, 10, 10);}}}public static void main(String[]args) {QRcodeunionUI1 qrcodeui=new QRcodeunionUI1();QRcodeunion1  qrcode=new QRcodeunion1();qrcodeui.tobinarystr=qrcode.tobinarystring();//调用QRcodeunion中的方法qrcodeui.initUI();}
}

5.效果图

（二）二维码识别

思路：将获得的二维码图片转为int类型的二维数组，保存该图片的像素点。根据图片的宽度和方向进行取值，并设置灰度值，从而对灰度值进行判断以获得二进制码字符串。然后根据获得的二进制码字符串中的首个字符来判断是汉字还是ASCII码。若是ASCII码，则只取前8位二进制码字符合成一个二进制码字符串，若是汉字，则只取后16位二进制码字符合成一个二进制码字符串。之后将获得的二进码字符串先转为整数，再转为字符，并保存到字符数组中。最后遍历输出字符数组中的字符。

1.将获得的二维码图片转为int类型的二维数组，保存该图片的像素点。

public int[][] getpixelarry(String imgpath){BufferedImage img = null;//先声明图片对象为空try {img=ImageIO.read(new File(imgpath));//根据图片路径生成图片} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//获取图片的宽和高int w=img.getWidth();int h=img.getHeight();int[][] imgarr=new int[w][h];//定义一个与图片宽高一样的用来保存图片像素点的二维数组for(int i=0;i<w;i++) {for(int j=0;j<h;j++) {imgarr[i][j]=img.getRGB(i, j);}}return imgarr;
}

2.根据图片的宽度和方向进行取值，并设置灰度值，从而对灰度值进行判断以获得二进码字符串。

//考虑到截图边界的问题  每次从格子矩形的中点取起for(int i=width/2;i<w;i+=width) {String str1="";String str2="";for(int j=width/2;j<width*24;j+=width) {//每隔一个格子取int rgb=imgarr[i][j];Color color=new Color(rgb);//设置灰度值int red=color.getRed();int blue=color.getBlue();int green=color.getGreen();int gray=(red+blue+green)/3;//根据灰度值进行判断 获取字符串if(gray<150) {str1+="1";//黑色取1}else {str1+="0";}}}

3.根据所获二进制码字符串中的首个字符来判断是汉字还是ASCII码,从而进行相应的取值操作，获得新的二进码字符串。

if(str1.charAt(0)=='0') {//ASCII码for(int k=0;k<8;k++) {//只取前8位为一个ASCII码字符的字节str2+=""+str1.charAt(k);//二进制码字符转为二进制码字符串}
}else {//汉字for(int t=8;t<24;t++) {//后16位为汉字的两个字节str2+=""+str1.charAt(t); }
}

4.将新的二进码字符串先转为整数，再转为字符，并保存到字符数组中。最后遍历输出该数组中的字符。

int in=Integer.parseInt(str2, 2);//将获取的二进制码字符串转换为整数
char c=(char)in;//整数转为字符
ch[m]=c;//将获取的字符保存在字符数组中
m++;
for(int k=0;k<ch.length;k++) {System.out.print(ch[k]);//打印输出字符数组
}

5.完整代码

import java.awt.Color;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;
//中英混合二维码识别
public class QRcodecla {//构建一个方法  返回将二维码图片转为int类型的二维数组public int[][] getpixelarry(String imgpath){BufferedImage img = null;//先声明图片对象为空try {img=ImageIO.read(new File(imgpath));//根据图片路径生成图片} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//获取图片的宽和高int w=img.getWidth();int h=img.getHeight();int[][] imgarr=new int[w][h];//定义一个与图片宽高一样的用来保存图片像素点的二维数组for(int i=0;i<w;i++) {for(int j=0;j<h;j++) {imgarr[i][j]=img.getRGB(i, j);}}return imgarr;}//创建方法 根据获得的二进制码 生成字符public void tostring() {//获取存有二维码图片像素点数组int[][] imgarr=getpixelarry("C:\\Users\\011\\Pictures\\Saved Pictures\\中英混合QRcode.png");int w=imgarr.length;int width=w/10;//格子宽度char[] ch=new char[10];int m=0;//待输出字符数组的下标//考虑到截图边界的问题  每次从格子矩形的中点取起for(int i=width/2;i<w;i+=width) {String str1="";String str2="";for(int j=width/2;j<width*24;j+=width) {//每隔一个格子取int rgb=imgarr[i][j];Color color=new Color(rgb);//设置灰度值int red=color.getRed();int blue=color.getBlue();int green=color.getGreen();int gray=(red+blue+green)/3;//根据灰度值进行判断if(gray<150) {str1+="1";//黑色取1}else {str1+="0";}}//根据获得二进制码字符串中的首个字符判断是汉字还ASCII码if(str1.charAt(0)=='0') {//ASCII码for(int k=0;k<8;k++) {//只取前8位为一个ASCII码字符的字节str2+=""+str1.charAt(k);//二进制码字符转为二进制码字符串}}else {//汉字for(int t=8;t<24;t++) {//后16位为汉字的两个字节str2+=""+str1.charAt(t);  }}int in=Integer.parseInt(str2, 2);//将获取的二进制码字符串转换为整数char c=(char)in;//整数转为字符System.out.println(str2+"---"+c);ch[m]=c;//将获取的字符保存到字符数组中m++;}for(int k=0;k<ch.length;k++) {System.out.print(ch[k]);//打印输出字符数组}}public static void main(String[]args) {QRcodecla qrcode=new QRcodecla();qrcode.tostring();}}

6.效果图

方法二：

（一）二维码生成

思路：获取给定字符串中的每个字符，并将其转为二进制码字符串。根据二进制码字符串的长度来判断字符是汉字还是ASCII码，并对其进行相应的补码操作。若是汉字，补完码后还需在第一个字节前添加一个由二进制码1开头的字节，以区分ASCII码和汉字。并将所有获得的二进制码字符串合成一个新的二进制码字符串。由于新获得的二进制码字符串共有176位二进制码，所以在对新获得的二进码字符串进行字符遍历时，需借助一个计数器，每隔16个字符将计数器设置为0。这样就可以巧妙地设置坐标，使绘制出的图形美观。

1.获取给定字符串中的每个字符，并将其转为二进制码字符串。

String str="abcd今天天气不错";
String binarystr;
for(int i=0;i<str.length();i++) {char c=str.charAt(i);//遍历字符串中的每个字符  binarystr=Integer.toBinaryString(c);//将获得的字符转为二进制码字符串

2.判断字符是汉字还是ASCII码，并对其进行相应的补码和添加字节操作。之后将所有获得的二进制码字符串合成一个新的二进制码字符串。

//声明一个字符串，用来保存将字符转为二进制码的字符串
String binarystring="";
if(binarystr.length()<=8) {//ASCII码while(binarystr.length()<8) {//不足8位的在前补0binarystr="0"+binarystr;}
}
else{//汉字while(binarystr.length()<16) {//不足16位在前补0binarystr="0"+binarystr;}binarystr="10010100"+binarystr;//在前补一个字节 该字节第一位为1  用来区分是汉字还是ASCII码
}
binarystring+=binarystr;

3.对新获得的二进码字符串进行字符遍历，设置画笔颜色，并巧妙地设置坐标。

for(int i=0;i<tobinarystr.length();i++) {//每列绘制指定二进制码字符串中的一个字符  设置一个计数器count  //将所获得的新二进制码字符串每取16个字符 即每隔16个字符将计数器设置为0  if(count==16) {count=0;}char c=tobinarystr.charAt(i);if(c=='0') {g.setColor(Color.WHITE);}else {g.setColor(Color.BLACK);}//按行绘制二进制码字符串 按列绘制二进制码字符串中的每个字符 这样每行有11个格子 每列有16个格子g.fillRect(100+i/16*10, 100+count*10, 10, 10);//格子的宽度和高度都为10count++;
}

4.完整代码

QRcodeunion2类：将给定字符串中的每个字符转换为二进制码字符串，并将这些二进制码字符串合成一个新的二进制码字符串。

public class QRcodeunion2 {String str="abcd今天天气不错";//声明一个字符串，用来保存将字符转为二进制码的字符串String binarystring="";//创建方法 将字符串中每个字符（ASCII码或汉字）转为二进制码字符串 返回字符串数组public String tobinarystring() {String binarystr;for(int i=0;i<str.length();i++) {char c=str.charAt(i);//遍历字符串中的每个字符  binarystr=Integer.toBinaryString(c);//将获得的字符转为二进制码字符串//判断是汉字还是ASCII码if(binarystr.length()<=8) {//ASCII码while(binarystr.length()<8) {//不足8位的在前补0binarystr="0"+binarystr;}}else{//汉字while(binarystr.length()<16) {//不足16位在前补0binarystr="0"+binarystr;}binarystr="10010100"+binarystr;//在前补一个字节 该字节第一位为1  用来区分是汉字还是ASCII码}System.out.println(binarystr);binarystring+=binarystr;  }   return binarystring;}
}

QRcodeunionUI2类：创建窗体界面，绘制二维码

import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import javax.swing.JFrame;
public class QRcodeunionUI2 extends JFrame {private static final long serialVersionUID = 1L;QRcodeunion2  qrcode2=new QRcodeunion2();//调用QRcodeunion2中的方法String tobinarystr=qrcode2.tobinarystring();//创建窗体界面public void initUI() {setTitle("二维码");setSize(800,800);setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);setVisible(true);Graphics g=getGraphics();paint(g);//调用绘制方法}public void paint(Graphics g) {super.paint(g);//遍历字符串int count=0;for(int i=0;i<tobinarystr.length();i++) {//每列绘制指定字符串中的一个字符  设置一个计数器count  //将所获得的二进制码字符串每取16个字符 即每隔16个字符将计数器设置为0  if(count==16) {count=0;}char c=tobinarystr.charAt(i);if(c=='0') {g.setColor(Color.WHITE);}else {g.setColor(Color.BLACK);}//按行绘制二进制码字符串 按列绘制二进制码字符串中的每个字符 这样每行有11个格子 每列有16个格子g.fillRect(100+i/16*10, 100+count*10, 10, 10);//格子的宽度和高度都为10count++;}}public static void main(String[]args) {QRcodeunionUI2 qrcodeui=new QRcodeunionUI2();qrcodeui.initUI();}
}

5.效果图

（二）二维码识别

思路：将获得的二维码图片转为int类型的二维数组，保存该图片的像素点。根据图片的宽度和方向进行取值，并设置灰度值，从而对灰度值进行判断以获得二进制码字符串。从获得的二进制码字符串中截取需转为ASCII码字符或中文字符的二进制码字符串子串，将其保存到字符串数组中。遍历数组中二进制码字符串，将其转为对应的字符，并输出该字符。

1.将获得的二维码图片转为int类型的二维数组，保存该图片的像素点。

public int[][] getpixelarry(String imgpath){BufferedImage img = null;//先声明图片对象为空try {img=ImageIO.read(new File(imgpath));//根据图片路径生成图片} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//获取图片的宽和高int w=img.getWidth();int h=img.getHeight();   int[][] imgarr=new int[w][h];//定义一个与图片宽高一样的用来保存图片像素点的二维数组      for(int i=0;i<w;i++) {for(int j=0;j<h;j++) {imgarr[i][j]=img.getRGB(i, j);}}return imgarr;
}

2.根据图片的宽度和方向进行取值，并设置灰度值，从而对灰度值进行判断以获得二进制码字符串。

for(int i=width/2;i<w;i+=width) {//每隔一个格子进行取值for(int j=width/2;j<16*width;j+=width) {//每列有16个格子int rgb=imgarr[i][j];Color color=new Color(rgb);//取灰度值进行判断int red=color.getRed();int green=color.getGreen();int blue=color.getBlue();int gray=(red+green+blue)/3;if(gray<150) {str1+="1";}else {str1+="0";}}
}

3.截取需转为ASCII码字符或中文字符的二进制码字符串子串，将其保存到字符串数组中。

int k=0;
while(k<4) {//从二维码图可知，前四个字符为ASCII码str2[k]="";//数组中的每个字符串需初始化for(int m=k*8;m<8*(1+k);m++) {//每隔8个二进制码取值str2[k]+=str1.charAt(m);}k++;
}
while(4<=k&&k<10) {//后六个字符为中文str2[k]="";for(int n=40+24*(k-4);n<32+24*(k-3);n++) {//每隔16个二进制码取值 str2[k]+=str1.charAt(n);}k++;
}

4.遍历数组中二进制码字符串，将其转为对应的字符，并输出该字符。

for(int t=0;t<str2.length;t++) {int in=Integer.parseInt(str2[t], 2);char c=(char)in;System.out.print(c);
}

5.完整代码

import java.awt.Color;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;
public class QRcodecla2 {//构建一个方法  返回将二维码图片转为int类型的二维数组public int[][] getpixelarry(String imgpath){BufferedImage img = null;//先声明图片对象为空try {img=ImageIO.read(new File(imgpath));//根据图片路径生成图片} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//获取图片的宽和高int w=img.getWidth();int h=img.getHeight();int[][] imgarr=new int[w][h];//定义一个与图片宽高一样的用来保存图片像素点的二维数组for(int i=0;i<w;i++) {for(int j=0;j<h;j++) {imgarr[i][j]=img.getRGB(i, j);}}return imgarr;}public void tostring() {int[][] imgarr=getpixelarry("C:\\Users\\011\\Pictures\\Saved Pictures\\中英混合2.png");int w=imgarr.length;int width=w/11;//格子宽度(一行由11个黑白格子组成）String str1="";//定义保存由灰度值判断的二进制码String[] str2=new String[10];//定义保存待转换字符的二进制码字符串//考虑到截图边界的问题  每次从格子矩形的中点取起for(int i=width/2;i<w;i+=width) {for(int j=width/2;j<16*width;j+=width) {int rgb=imgarr[i][j];Color color=new Color(rgb);//取灰度值进行判断int red=color.getRed();int green=color.getGreen();int blue=color.getBlue();int gray=(red+green+blue)/3;if(gray<150) {str1+="1";}else {str1+="0";}}}//从str1中截取需转为ASCII码字符(8bit)或中文字符(16bit)的二进制码字符串//保存到数组中int k=0;while(k<4) {//从中英混合二维码图可知，前四个字符为ASCII码str2[k]="";//数组中的每个字符串需初始化for(int m=k*8;m<8*(1+k);m++) {//每隔8个二进制码取值str2[k]+=str1.charAt(m);}k++;}while(4<=k&&k<10) {//后六个字符为中文str2[k]="";for(int n=40+24*(k-4);n<32+24*(k-3);n++) {//每隔16个二进制码取值str2[k]+=str1.charAt(n);}k++;}//打印输出二进制码字符串及其所代表的字符for(int t=0;t<str2.length;t++) {int in=Integer.parseInt(str2[t], 2);char c=(char)in;System.out.println(str2[t]+"---"+c);}//打印输出识别后的二维码字符串for(int t=0;t<str2.length;t++) {int in=Integer.parseInt(str2[t], 2);char c=(char)in;System.out.print(c);}}//程序入口public static void main(String[]args) {QRcodecla2 qrcodecla2=new QRcodecla2();qrcodecla2.tostring();}
}

6.效果图