开发必学的验证码，教你从零写一个验证码
- 2019 年 10 月 3 日
- 笔记
这周一写了一篇《2000字谏言，给那些想学Python的人，建议收藏后细看！》给大家讲了如何快速学习python。
其中就有说到我们为什么不要执迷于框架、模块的调用，而要自己先去造轮子。那今天就给大家造一个。
验证码是web开发中不可缺少的元素，而python又提供了非常多的验证码模块帮助大家快速生成各种验证码。
那你知道验证码生成的原理吗？所谓知其然，还要知其所以然。面试中，面试官不会因为你对框架很熟悉就夸赞你。
那今天小胖就带大家一层一层拨开验证码的衣服，看看其中的小奥秘 -<-
演示环境
- 操作系统：windows10
- python版本：python 3.7
- 代码编辑器：pycharm 2018.2
- 使用第三方模块：pillow
验证码的必须元素
- 一张图片
- 文本
- 干扰元素
- 线条干扰
- 小圆点干扰
熟悉pillow库
我们既然需要使用pillow库制作验证码，那么首先我们先来熟悉一下我们需要用到的方法。
- Image.new(): 这个方法可以生成一张图片，有三个参数。
- mode:颜色空间模式，可以是
'RGBA','RGB','L'等等模式 - size:图片尺寸，接收一个两个整数的元祖
- color:图片的填充颜色，可以是
red，green等，也可以是rgb的三个整数的元祖。也就是背景颜色
- mode:颜色空间模式，可以是
from PIL import Image captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), (255,255,255))上面代码创建了一个亿RGB为颜色空间模式，尺寸为1080*900，背景颜色为白色的图片。
- Image.save(): 保存图片到本地
- fp: 本地文件名
- format: 可选参数，制定文件后缀名。
from PIL import Image captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), (255,255,255)) # captcha.save('captcha.png') captcha.save('captcha', format='png')上面两种方式保存效果是一样的。
-
Image.show():显示图片，会调用电脑自带的显示图片的软件。
- ImageFont.truetype(): 加载一个字体文件。生成一个字体对象。
from PIL import ImageFont # 字体文件路径 字体大小 font = ImageFont.truetype('simkai.ttf', 16)- ImageDraw.Draw(): 生成画笔对象。
from PIL import Image, ImageDraw captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), 'red') draw = ImageDraw.Draw(captcha)上面就创建了一个在captcha这张图片上的画笔，我们在这个图片上画任何东西都会使用这个画笔对象。
- ImageDraw.Draw().text():在图片上绘制给定的字符
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), 'red') font = ImageFont.truetype('simkai.ttf', 16) draw = ImageDraw.Draw(captcha) # 字符绘制位置 绘制的字符 制定字体 字符颜色 draw.text((0,0), 'hello world', font=font, fill='black')- ImageDraw.Draw().line():在图片上绘制线条
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), 'red') draw = ImageDraw.Draw(captcha) # 线条起点 线条终点 draw.line([(0,0),(1080,900)], fill='black')- ImageDraw.Draw().point(): 在图片上绘制点
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), 'red') font = ImageFont.truetype('simkai.ttf', 16) draw = ImageDraw.Draw(captcha) # 点的位置 颜色 draw.point((500,500), fill='black')制作我们的验证码我们就会使用到上面的方法。当然，pillow肯定不止这些方法，这里我们就只列举这些了。
制作验证码
- 首先我们定义一个类，初始化一些需要的参数。
import string class Captcha(): ''' captcha_size: 验证码图片尺寸 font_size: 字体大小 text_number: 验证码中字符个数 line_number: 线条个数 background_color: 验证码的背景颜色 sources: 取样字符集。验证码中的字符就是随机从这个里面选取的 save_format: 验证码保存格式 ''' def __init__(self, captcha_size=(150,100), font_size=30,text_number=4, line_number=4, background_color=(255, 255, 255), sources=None, save_format='png'): self.text_number = text_number self.line_number = line_number self.captcha_size = captcha_size self.background_color = background_color self.font_size = font_size self.format = save_format if sources: self.sources = sources else: self.sources = string.ascii_letters + string.digits这里说一下string模块。
- string.ascii_letters: 得到a-zA-Z所有字符
- string.digits: 得到0-9所有数字
- 随机从sources获取字符
import random def get_text(self): text = random.sample(self.sources,k=self.text_number) return ''.join(text)random.sample()方法：从第一个参数中随机获取字符。获取个数有第二个参数指定。
- 随机获取绘制字符的颜色
def get_font_color(self): font_color = (random.randint(0, 150), random.randint(0, 150), random.randint(0, 150)) return font_color- 随机获取干扰线条的颜色
def get_line_color(self): line_color = (random.randint(0, 250), random.randint(0, 255), random.randint(0, 250)) return line_color- 编写绘制文字的方法
def draw_text(self,draw, text, font, captcha_width, captcha_height, spacing=20): ''' 在图片上绘制传入的字符 :param draw: 画笔对象 :param text: 绘制的所有字符 :param font: 字体对象 :param captcha_width: 验证码的宽度 :param captcha_height: 验证码的高度 :param spacing: 每个字符的间隙 :return: ''' # 得到这一窜字符的高度和宽度 text_width, text_height = font.getsize(text) # 得到每个字体的大概宽度 every_value_width = int(text_width / 4) # 这一窜字符的总长度 text_length = len(text) # 每两个字符之间拥有间隙，获取总的间隙 total_spacing = (text_length-1) * spacing if total_spacing + text_width >= captcha_width: raise ValueError("字体加中间空隙超过图片宽度!") # 获取第一个字符绘制位置 start_width = int( (captcha_width - text_width - total_spacing) / 2 ) start_height = int( (captcha_height - text_height) / 2 ) # 依次绘制每个字符 for value in text: position = start_width, start_height print(position) # 绘制text draw.text(position, value, font=font, fill=self.get_font_color()) # 改变下一个字符的开始绘制位置 start_width = start_width + every_value_width + spacing- 绘制线条的方法
def draw_line(self, draw, captcha_width, captcha_height): ''' 绘制线条 :param draw: 画笔对象 :param captcha_width: 验证码的宽度 :param captcha_height: 验证码的高度 :return: ''' # 随机获取开始位置的坐标 begin = (random.randint(0,captcha_width/2), random.randint(0, captcha_height)) # 随机获取结束位置的坐标 end = (random.randint(captcha_width/2,captcha_width), random.randint(0, captcha_height)) draw.line([begin, end], fill=self.get_line_color())- 绘制小圆点
def draw_point(self, draw, point_chance, width, height): ''' 绘制小圆点 :param draw: 画笔对象 :param point_chance: 绘制小圆点的几率 概率为 point_chance/100 :param width: 验证码宽度 :param height: 验证码高度 :return: ''' # 按照概率随机绘制小圆点 for w in range(width): for h in range(height): tmp = random.randint(0, 100) if tmp < point_chance: draw.point((w, h), fill=self.get_line_color())- 制作验证码
def make_captcha(self): # 获取验证码的宽度， 高度 width, height = self.captcha_size # 生成一张图片 captcha = Image.new('RGB',self.captcha_size,self.background_color) # 获取字体对象 font = ImageFont.truetype('simkai.ttf',self.font_size) # 获取画笔对象 draw = ImageDraw.Draw(captcha) # 得到绘制的字符 text = self.get_text( # 绘制字符 self.draw_text(draw, text, font, width, height) # 绘制线条 for i in range(self.line_number): self.draw_line(draw, width, height) # 绘制小圆点 10是概率 10/100， 10%的概率 self.draw_point(draw,10,width,height) # 保存图片 captcha.save('captcha',format=self.format) # 显示图片 captcha.show()这样，我们就生成了我们的图片验证码了，效果图.
代码已全部上传至Github：https://github.com/MiracleYoung/You-are-Pythonista/tree/master/PythonExercise/App/captcha_project
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