Python-qrcode 库实战教程：快速生成二维码

二维码（Quick Response Code，简称 QR Code）是一种广泛使用的二维条码，因其高效的数据存储能力和易于扫描的特点，广泛应用于支付、身份验证、营销推广等领域。Python qrcode 库是一个生成二维码的工具，它能够帮助我们轻松地生成二维码，并且支持对生成过程进行自定义设置。在本文中，我们将深入解析 qrcode 库的使用方法及其实际应用，帮助大家掌握二维码生成的技巧。

一、安装 Python `qrcode` 库

首先，我们需要安装 qrcode 库。可以通过 pip 安装该库：

pip install qrcode[pil]

这里的 pil 是 Python Imaging Library（PIL）的依赖，qrcode 库依赖于它来生成二维码的图片文件。

二、基本使用方法

1. 生成简单二维码

最基本的二维码生成方法是使用 qrcode.QRCode() 类来创建二维码对象，然后调用 make() 和 make_image() 方法来生成二维码并保存为图像文件。

import qrcode

# 创建QRCode对象
qr = qrcode.QRCode(
    version=1,  # 控制二维码的大小，值越大，二维码越复杂
    error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,  # 错误修正级别
    box_size=10,  # 控制二维码中每个小模块的像素大小
    border=4,  # 控制二维码的边框大小
)

# 向二维码中添加数据
data = "https://www.example.com"
qr.add_data(data)
qr.make(fit=True)

# 生成二维码图像
img = qr.make_image(fill="black", back_color="white")

# 保存二维码图像
img.save("simple_qrcode.png")

2. 生成带 Logo 的二维码

如果你想要生成带有企业 logo 或者个人标志的二维码，可以通过修改二维码图像来实现。一般来说，我们会在二维码的中心区域放置一个 logo 图片，具体代码如下：

from PIL import Image

# 生成二维码
qr = qrcode.QRCode(
    version=1,
    error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_H,  # 设置较高的错误修正级别
    box_size=10,
    border=4,
)
qr.add_data(data)
qr.make(fit=True)
img = qr.make_image(fill="black", back_color="white")

# 添加 Logo
logo = Image.open("logo.png")  # 加载 logo 图像
logo = logo.convert("RGBA")  # 确保 logo 是 RGBA 格式
logo = logo.resize((50, 50))  # 调整 logo 大小

# 将 logo 放置到二维码的中心
qr_width, qr_height = img.size
logo_width, logo_height = logo.size
img.paste(logo, ((qr_width - logo_width) // 2, (qr_height - logo_height) // 2), logo)

# 保存带 logo 的二维码
img.save("qr_with_logo.png")

3. 设置二维码的错误修正级别

二维码可以设置不同的错误修正级别，错误修正级别越高，二维码在受到损坏时仍然能被扫描出来。qrcode 库提供了以下几个常见的错误修正级别：

ERROR_CORRECT_L：允许约 7% 的数据丢失
ERROR_CORRECT_M：允许约 15% 的数据丢失
ERROR_CORRECT_Q：允许约 25% 的数据丢失
ERROR_CORRECT_H：允许约 30% 的数据丢失

你可以根据实际需求来调整错误修正级别。例如，设置错误修正级别为 H：

qr = qrcode.QRCode(
    version=1,
    error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_H,
    box_size=10,
    border=4,
)
qr.add_data(data)
qr.make(fit=True)
img = qr.make_image(fill="black", back_color="white")
img.save("high_error_correction_qrcode.png")

三、高级应用

1. 自定义二维码的颜色

除了黑白二维码外，我们还可以自定义二维码的颜色，改变前景色和背景色。例如，我们可以生成一个蓝色前景色，黄色背景色的二维码：

img = qr.make_image(fill="blue", back_color="yellow")
img.save("custom_color_qrcode.png")

2. 动态生成二维码

如果你希望实时生成二维码，可以将其与 Flask 或 FastAPI 等 Web 框架结合，动态生成并返回二维码。以下是使用 FastAPI 和 qrcode 库结合的示例：

from fastapi import FastAPI
from fastapi.responses import StreamingResponse
import io
import qrcode

app = FastAPI()

@app.get("/generate_qr/")
def generate_qr(data: str):
    # 生成二维码
    qr = qrcode.QRCode(
        version=1,
        error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,
        box_size=10,
        border=4,
    )
    qr.add_data(data)
    qr.make(fit=True)
    
    img = qr.make_image(fill="black", back_color="white")

    # 将图像保存到内存中并返回
    img_byte_arr = io.BytesIO()
    img.save(img_byte_arr, format="PNG")
    img_byte_arr.seek(0)
    return StreamingResponse(img_byte_arr, media_type="image/png")

当你访问 /generate_qr/?data=your_data_here 时，服务器将会返回一个包含传入数据的二维码图像。

3. 批量生成二维码

如果你需要批量生成二维码，可以利用 for 循环来批量生成多个二维码，并将它们保存为不同的图像文件。例如，生成多个 URL 对应的二维码：

urls = ["https://www.example1.com", "https://www.example2.com", "https://www.example3.com"]

for i, url in enumerate(urls):
    qr = qrcode.QRCode(
        version=1,
        error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,
        box_size=10,
        border=4,
    )
    qr.add_data(url)
    qr.make(fit=True)
    img = qr.make_image(fill="black", back_color="white")
    img.save(f"qrcode_{
      
      i + 1}.png")

四、常见问题与解决方法

1. 二维码生成后无法扫描

如果生成的二维码无法被扫描，可能是由于以下原因：

错误修正级别过低：如果二维码的错误修正级别过低，可以尝试提高错误修正级别。
二维码过小：二维码的大小（box_size）过小，扫描器可能无法正确识别。你可以适当增大 box_size。
数据过长：二维码的数据量过大时，生成的二维码可能太复杂，导致扫描困难。可以考虑将数据压缩或分割成多个二维码。

2. 如何确保二维码的质量

二维码的质量不仅与图片的尺寸有关，还与编码方式、错误修正级别等因素密切相关。通过合理设置二维码的参数（如 version、error_correction 等），我们可以确保二维码具有更高的识别率。

五、总结

Python qrcode 库为我们提供了一个简洁且功能强大的二维码生成工具，它可以帮助我们轻松地生成不同样式的二维码并根据需求进行定制。在本文中，我们详细讲解了如何安装和使用 qrcode 库，并结合实际示例介绍了二维码生成的各项高级应用。通过合理使用 qrcode 库，我们可以将二维码的生成过程融入到实际项目中，从而提升工作效率并带来更多创新的可能。

希望本文能帮助你更好地理解和使用 Python qrcode 库，若有疑问或更深入的需求，欢迎与我互动交流！

一、安装 Python qrcode 库