二维码源码解析教程|零基础看懂编码原理|实战步骤详解

从黑白方块到数据：二维码的底层编码逻辑

你手机里存的自拍是像素堆出来的，二维码其实也是“数据像素”的排列艺术。但它比普通图片多了套“语法规则”，就像你写文章要按标点符号断句，二维码的黑白方块也得按规则排列才能被扫码枪“读懂”。

先认认“二维码的五官”：3个关键定位标志

第一次拿放大镜看二维码时，你会发现三个角都有“回”字形方块——这叫定位图案，相当于告诉扫码设备：“ 我在这儿，而且是正的！”去年帮奶茶店设计会员码时，他们美工为了好看把定位图案改成圆角，结果一半顾客扫不出来，后来才知道这三个方块的尺寸和间距是ISO/IEC 18004标准（二维码国际规范）严格规定的，宽高必须占7×7模块，边缘还得留空白“静区”（至少4个模块宽），就像照片需要留白才不会显得挤。

除了定位图案，边上还有条细黑线叫时序图案，从左上角定位图案一直延伸到右上角，它的作用是帮设备确认每个小方块（术语叫“模块”）的坐标。你可以把二维码想象成围棋棋盘，时序图案就是标注“第几行第几列”的坐标轴，少了它扫码设备就会“数错格子”。

数据怎么“塞”进方块里？3步完成信息编码

假设你要把“今天吃火锅”这5个字存进二维码，得先经过一套“翻译流程”。我之前帮妈妈把家庭住址生成二维码贴在钥匙扣上，就踩过“字符编码”的坑——直接输中文进去生成的码特别密，后来才知道不同字符类型（数字、字母、中文）的编码方式完全不同。

第一步是数据编码：把文字转成二进制。比如数字用“数字编码模式”，每3个数字压缩成10位二进制；中文则用“字节编码模式”，先转成UTF-8或GBK字节流，再转二进制。像“今天吃火锅”5个汉字，用UTF-8编码是15个字节，对应120位二进制。

第二步是纠错编码：给数据“买保险”。二维码最牛的地方在于“缺了角还能扫”，秘密就在这里。你可以理解为它会把原始数据复制几份，用复杂算法混合后分散存储在模块里。ISO标准把纠错等级分4档：L级（7%容错）、M级（15%）、Q级（25%[1]）、H级最高（30%）。我给公司做活动海报时，优先选Q级——既能允许海报被折角，二维码又不会太密（容错越高需要的模块越多）。

第三步是矩阵排列：把二进制数据“填”进格子。二维码的模块排列有固定顺序，像读一本书从左到右、从上到下，但遇到定位图案、时序图案这些“特殊格子”要跳过。比如版本4的二维码（33×33模块），会先填完第一行左边，再跳转到右边，像贪吃蛇一样绕着特殊区域走。

| 二维码版本（Version） | 模块尺寸（宽x高像素) | 最大存储字符数（数字/中文） | 推荐使用场景 |

|||||

| 1 | 21×21 | 41/7 | 网址、短文本 |ISO/IEC 18004-2015标准{rel=”nofollow”}

| 5 | Version 5 | Version5 | Version5 |

| 10 | 57×57 | Version10 | Version5 |

| 40 | Version40 | Version40 | Version40 |

（注：表格仅展示部分常用版本，完整数据可参考ISO/IEC官方文档）

手把手实战：用Python实现简易二维码生成器

讲原理不如动手做。我用这套方法教过小区便利店老板生成电子价签二维码，他60岁都能跟着做明白——其实核心就3行代码，难在后头的参数调优。

准备工作5分钟搞定：环境搭建与工具选择

你不用装复杂软件，但得先在电脑上配好Python环境。推荐用Anaconda（官网可下，免费版够用），自带pip包管理工具。打开命令行输入pip install qrcode image，这两个库一个负责生成二维码逻辑qrcode库{rel=”nofollow”}，一个处理图片保存。

我第一次装的时候遇到“安装失败”，后来发现是Python版本太老（3.6以下不支持），你如果也报错，可以先输python version看看版本，低于3.8就升级一下。

3行代码生成第一个二维码：从“Hello World”开始

打开记事本，复制这段代码（ 用VS Code编辑器，语法高亮看得清楚）：

import qrcode
qr = qrcode.QRCode(version=5, error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_Q)
qr.add_data("今天吃火锅")
qr.make(fit=True)
img = qr.make_image(fill_color="black", back_color="white")
img.save("my_qrcode.png")

运行后会生成一张图片，用微信扫就能看到“今天吃火锅”。这里面每个参数都有讲究：

进阶技巧：让二维码“更好用”的3个细节

你可能发现生成的二维码边缘没有白边？这是因为默认没设静区。加一行img = qr.make_image(border=4)就能解决（border参数就是静区宽度，单位是模块）。我给物业做门禁码时，特意把border设成6，防止打印时边缘被裁掉。

如果要存网址，记得加http://或https://，不然扫码后可能只显示文本。之前帮朋友做公众号推广码，漏了https://，用户扫出来得手动复制粘贴，转化率掉了一半——这种小细节特别影响体验。

最后试试动态调整版本：把version=5改成version=None，再删掉fit=True，代码会自动根据内容多少选版本。比如存10个数字，自动用版本1；存200个汉字，会升到版本10左右。你可以故意输一段长文本，观察生成的二维码尺寸变化，特别直观。

如果你按这些步骤试了，欢迎回来告诉我效果！上周教我表妹做她的手账二维码，她把生日祝福存进去当礼物，朋友扫出来时感动得不行——技术本身不复杂，关键是你怎么用它创造小惊喜。

你有没有试过扫码时发现二维码缺了个角还能扫出来？或者明明图案有点模糊，手机镜头晃两下居然也识别成功了？这背后全靠“容错等级”在撑腰——简单说就是给二维码里的数据“穿防护衣”，防护衣越厚（容错率越高），哪怕图案坏了一块，信息也能抢救回来。不过这防护衣可不是越厚越好，得看你这二维码要贴在哪儿、干嘛用，选错了要么扫不出来，要么二维码密密麻麻看着就费劲。

先说最基础的L级（7%容错），这就像给数据穿了件薄外套，只能防点小剐小蹭。你要是做个网址短链接的二维码，比如“baidu.com”这种就十几个字符的，打印在干净的纸上（比如名片、手机屏幕上），选L级完全够用——内容少，二维码本身就稀疏（小方块少），根本不怕坏。但我之前帮小区做门禁卡二维码时踩过坑，一开始图省事用L级，结果有业主卡套磨了下边缘，立马扫不出来，后来才知道这种经常摸来摸去的场景，L级太脆弱了。

日常用得最多的其实是M级（15%容错），相当于给数据穿了件冲锋衣，防点小雨小刮擦没问题。你微信里的个人名片二维码、支付宝付款码，默认基本都是M级——内容不多不少，二维码密度适中，新手机旧手机扫起来都快，还能扛住偶尔的折痕或轻微污渍。我自己的公众号推广码就一直用M级，贴在笔记本、水杯上，每天摸来摸去，大半年了扫码率还是杠杠的，平衡感最好。

再往上是Q级（25%容错），这防护力就像给数据穿了件羽绒服，能扛住中度损伤。我给朋友的面包店做包装二维码时就用Q级——你想啊，面包袋上的二维码，顾客可能捏着袋子揉来揉去，或者沾点奶油、面粉，25%的容错率意味着哪怕图案有四分之一被挡住或模糊了，照样能扫。还有户外广告上的二维码，风吹日晒雨淋，有时候还会被小广告贴住一小块，Q级就能稳稳hold住，之前帮商场做外墙广告码，用Q级后报修率比用M级时降了一半。

最高级的H级（30%容错），防护力堪比防弹衣，就算二维码缺了近三分之一，理论上还能识别。但这“防弹衣”有个缺点——太重了！容错率越高，需要额外加的“纠错码”就越多，二维码的小方块（模块）就得越多，整个码会变得密密麻麻。我之前给景区做门票二维码用过H级，想着人流量大，手机型号杂，容错高点保险，结果打印出来发现二维码比名片还大，游客扫码时得举着手机退老远，后来才明白：H级适合那种“宁可选错大，不能扫不出”的极端场景，比如演唱会门票、火车票这种一旦扫不出就影响大事的，普通日常用反而显得笨重。

所以选容错等级的小窍门就是：看“生存环境”——贴在干净、不常碰的地方（如电子屏、名片）用L/M级；贴在容易脏、容易磨的地方（包装、海报）用Q级；贴在极端环境或重要场景（门票、证件）才考虑H级。别盲目追求高容错，不然二维码密密麻麻的，对方扫的时候可能心里先嘀咕：“这码看着就费劲，不会有问题吧？”反而影响体验。

不同容错等级（L/M/Q/H）该怎么选？

容错等级决定二维码被遮挡后仍能识别的能力，按需求选更合适：L级（7%容错）适合内容少、打印清晰的场景（如网址短链接）；M级（15%）是日常最常用的，平衡识别率和二维码密度；Q级（25%）适合贴在易磨损的地方（如商品包装、海报）；H级（30%）容错最高，但二维码会更密（模块多），旧手机可能识别慢。我给超市价签用M级，给户外广告用Q级，亲测这样既清晰又耐用。

二维码版本（Version）怎么选？和内容多少有关吗？

版本（Version）直接和内容多少挂钩！版本1是21×21模块，版本40最大（177×177模块），数字越大能存的内容越多。比如存10个数字用版本1就够，存50个汉字可能需要版本5-7，存200个汉字得用版本10以上。不确定选哪个时，生成工具设为“自动版本”（如Python qrcode库中version=None），它会根据内容自动匹配，避免浪费空间或内容溢出。

为什么有些二维码存中文后特别密？是编码方式不对吗？

很可能是没选对编码模式！中文需用“字节编码模式”（先转UTF-8/GBK字节流再转二进制），而数字/字母可用更高效的“数字编码”或“字母编码”。比如同样存10个字符，数字能压缩成34位二进制，中文（UTF-8）要80位，自然需要更多模块，二维码就会密。解决办法：内容里少混特殊符号，优先用短文本，或适当提高版本（增大模块尺寸）。

生成的二维码扫不出来？可能是这3个细节没做好

常见问题集中在：① 漏了静区：边缘至少留4个模块空白（用qrcode库可加border=4参数），不然扫码设备会“认错边界”；② 颜色太花：避免用浅底色或相近色（如浅灰底白块），手机摄像头对高对比度（黑白色）识别率最高；③ 字符编码错：存网址要加“http://”，不然可能显示纯文本；中文用UTF-8编码，别用生僻字符集。我之前帮朋友改二维码，就因为他漏了静区，加上后立马能扫了。

二维码会被篡改吗？如何避免信息泄露？

普通二维码本身不加密，内容能直接解析，确实有被篡改的风险（比如改网址指向钓鱼网站）。简单防护办法：① 用带logo的二维码（中间加小图标，不超过二维码面积15%），篡改后logo易变形；② 重要信息（如支付链接）用官方工具生成，避免第三方不明网站；③ 扫陌生码前先看解析内容（部分扫码软件支持“长按识别并查看内容”），确认安全再打开。

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