使用Java实现表单数据的二维码生成与扫描功能

1. 前言

随着二维码的普及和应用，二维码生成与扫描功能可以说是很常见的一种需求。在本文中，我们将使用 Java 编程语言实现表单数据的二维码生成与扫描功能，来实践一下这个领域的知识。

2. Java 实现二维码生成功能

2.1 什么是二维码

二维码是一种矩阵条码，由黑白相间的小正方形组成。在二维码的编码方案中，采用了差错控制和纠错技术，可以在一定范围内恢复受损的二维码信息。二维码具有信息容量大、美观易读等特点，广泛用于各个领域，如支付、物流、广告等。

2.2 二维码生成工具库

为了实现二维码生成功能，我们需要使用 Java 的二维码生成库。在市场上，关于 Java 的二维码生成工具库非常的丰富，如：

ZXing

Qrcode-Generator

KaSeR

在本文中，我们选择使用比较常见的 ZXing 实现二维码生成功能。

2.3 二维码生成过程

在实现二维码生成过程中，我们需要了解以下几个步骤：

定义参数：定义二维码的 width、height、margin 等参数。

生成二维码：调用 ZXing 库生成二维码图片。

输出二维码：输出生成的二维码图片，如存储到本地或输出到页面展示。

接下来，我们通过代码实现二维码生成功能。

2.4 代码实现

这里我们使用 Maven来导入 ZXing 的依赖，并编写测试代码进行二维码的生成。

该示例代码的做法是读取指定目录下的图片，然后生成二维码到指定路径下（默认生成的二维码名称为 qrcode.jpg）。

import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;
import java.util.Map;
import javax.imageio.ImageIO;
import com.google.zxing.BarcodeFormat;
import com.google.zxing.EncodeHintType;
import com.google.zxing.MultiFormatWriter;
import com.google.zxing.WriterException;
import com.google.zxing.common.BitMatrix;
import com.google.zxing.qrcode.decoder.ErrorCorrectionLevel;
public class QRCodeUtil {
    
    /**
     * 定义二维码参数
     */
    private static final int QRCODE_SIZE = 300;
    private static final String CHARSET = "UTF-8";
    private static final int MARGIN = 2;
    
    /**
     * 生成二维码并输出图片到本地
     * @param text 二维码内容
     * @param path 生成二维码的路径
     * @throws WriterException
     * @throws IOException
     */
    public static void generateQRCode(String text, String path) throws WriterException, IOException {
        Map<EncodeHintType, Object> hints = new HashMap<>();
        hints.put(EncodeHintType.ERROR_CORRECTION, ErrorCorrectionLevel.H);
        hints.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET, CHARSET);
        hints.put(EncodeHintType.MARGIN, MARGIN);
        BitMatrix bitMatrix = new MultiFormatWriter().encode(text, BarcodeFormat.QR_CODE, QRCODE_SIZE, QRCODE_SIZE, hints);
        BufferedImage image = toBufferedImage(bitMatrix);
        // 输出到本地
        File outputFile = new File(path);
        ImageIO.write(image, "jpg", outputFile);
    }
    /**
     * 创建一个 BufferedImage 对象
     * @param matrix BitMatrix 对象
     * @return BufferedImage 对象
     */
    private static BufferedImage toBufferedImage(BitMatrix matrix){
        int width = matrix.getWidth();
        int height = matrix.getHeight();
        BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        for (int x = 0; x < width; x++) {
            for (int y = 0; y < height; y++) {
                image.setRGB(x, y, matrix.get(x, y) ? 0xFF000000 : 0xFFFFFFFF);
            }
        }
        return image;
    }
}

其中，主要的工作是使用 MultiFormatWriter 对象将文本编码成二维码。这里我们可以提供以下参数：

text：表示需要编码的文本内容

BarcodeFormat.QR_CODE：表示二维码的格式，这里我们选择了 QR_CODE 格式。

width、height：表示二维码的宽度和高度。由于二维码的宽度和高度应该相等，因此我们只需要设置其中一个即可。

hints：表示二维码的生成配置。这里我们使用 HashMap 存储了二维码的修正等级、字符集和边距宽度。

3. Java 实现二维码扫描功能

3.1 二维码扫描工具库

与二维码生成不同，Java 的二维码扫描工具库较少。我们可以使用 Google 开源的 ZXing 库来实现二维码扫描功能。

3.2 二维码扫描过程

在实现二维码扫描过程中，我们需要了解以下几个步骤：

定义参数：定义二维码扫描的配置参数。

读取二维码：从图片中读取二维码信息。

识别二维码：调用 ZXing 库解析二维码信息。

下面我们通过代码实现二维码扫描功能。

3.3 代码实现

通过创建 MultiFormatReader 对象可以获取二维码字符串。具体实现如下：

import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;
import com.google.zxing.BarcodeFormat;
import com.google.zxing.DecodeHintType;
import com.google.zxing.MultiFormatReader;
import com.google.zxing.Result;
import com.google.zxing.common.BufferedImageLuminanceSource;
import com.google.zxing.common.HybridBinarizer;
public class QrcodeDecoder {
    
    /**
     * 解析二维码
     * @param filePath 二维码图片路径
     * @return 二维码字符串
     * @throws IOException
     */
    public static String decodeQRCode(String filePath) throws IOException {
        File imageFile = new File(filePath);
        BufferedImage image = ImageIO.read(imageFile);
        BufferedImageLuminanceSource source = new BufferedImageLuminanceSource(image);
        HybridBinarizer binarizer = new HybridBinarizer(source);
        com.google.zxing.BinaryBitmap bitmap = new com.google.zxing.BinaryBitmap(binarizer);
        MultiFormatReader reader = new MultiFormatReader();
        Result result = reader.decode(bitmap, getHints());
        return result.getText();
    }
    
    /**
     * 定义解析参数
     * @return
     */
    private static com.google.zxing.DecodeHintType getHints() {
        Hashtable<com.google.zxing.DecodeHintType, Object> hints = new Hashtable<com.google.zxing.DecodeHintType, Object>();
        hints.put(com.google.zxing.DecodeHintType.CHARACTER_SET, "UTF-8");
        hints.put(com.google.zxing.DecodeHintType.TRY_HARDER, Boolean.TRUE);
        hints.put(com.google.zxing.DecodeHintType.PURE_BARCODE, Boolean.FALSE);
        return DecodeHintType.TRY_HARDER;
    }
}

该示例代码的做法是读取指定路径下的二维码，然后读取二维码并解析二维码到字符串中。

综上，本文介绍了使用 Java 实现表单数据的二维码生成与扫描功能过程，包括二维码的概述、生成过程、扫描过程和代码实现。希望本文能够对大家深入的了解二维码的实现方法有所帮助！