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二维码的生成细节和原理

发布时间：2023-03-18 11:37:53 来源：文档文库

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二维码的生成细节和原理
二维码又称QRCode，QR全称QuickResponse，是一个近几年来移动设备上超流行的一种编码方式，它比传统的BarCode条形码能存更多的信息，也能表示更多的数据类型：比如：字符，数字，日文，中文等等。这两天学习了一下二维码图片生成的相关细节，觉得这个玩意就是一个密码算法，在此写一这篇文章，揭露一下。供好学的人一同学习之。
关于QRCodeSpecification，可参看：http://raidenii.net/files/datasheets/misc/qr_code.pdf基础知识
首先，我们先说一下二维码一共有40个尺寸。官方叫版本Version。Version1是21x21的矩阵，Version2是25x25的矩阵，Version3是29的尺寸，每增加一个version，就会增加4的尺寸，公式是：(V-1*4+21（V是版本号）最高Version40，(40-1*4+21=177，所以最高是177x177的正方形。
下面我们看看一个二维码的样例：

定位图案
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PositionDetectionPattern是定位图案，用于标记二维码的矩形大小。这三个定位图案有白边叫SeparatorsforPostionDetectionPatterns。之所以三个而不是四个意思就是三个就可以标识一个矩形了。
TimingPatterns也是用于定位的。原因是二维码有40种尺寸，尺寸过大了后需要有根标准线，不然扫描的时候可能会扫歪了。
AlignmentPatterns只有Version2以上（包括Version2）的二维码需要这个东东，同样是为了定位用的。功能性数据
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FormatInformation存在于所有的尺寸中，用于存放一些格式化数据的。VersionInformation在>=Version7以上，需要预留两块3x6的区域存放一些版本信息。数据码和纠错码
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除了上述的那些地方，剩下的地方存放DataCode数据码和ErrorCorrectionCode纠错码。
数据编码
我们先来说说数据编码。QR码支持如下的编码：
Numericmode数字编码，从0到9。如果需要编码的数字的个数不是3的倍数，那么，最后剩下的1或2位数会被转成4或7bits，则其它的每3位数字会被编成10，12，14bits，编成多长还要看二维码的尺寸（下面有一个表Table3说明了这点）
Alphanumericmode字符编码。包括0-9，大写的A到Z（没有小写），以及符号$%*+–./:包括空格。这些字符会映射成一个字符索引表。如下所示：（其中的SP是空格，Char是字符，Value是其索引值）编码的过程是把字符两两分组，然后转成下表的45进制，然后转成11bits的二进制，如果最后有一个落单的，那就转成6bits的二进制。而编码模式和字符的个数需要根据不同的Version尺寸编成9,11或13个二进制（如下表中Table3）

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/91cd99570540be1e650e52ea551810a6f424c873.html