Vou descrever como seria a implementação de cada um dos passos do artigo anterior em código C++. Note que a implementação real pode variar dependendo da arquitetura do projeto em que está trabalhando.
Passo 1: Converter a sequência de caracteres em um array de bits
#include <bitset> #include <string> // Declaração das variáveis para o exemplo const int QR_SIZE = 21; // Tamanho do QR Code (21x21) const int MAX_MESSAGE_SIZE = 17; // Tamanho máximo da mensagem a ser codificada const int ERROR_CORRECTION_LEVEL = 0; // Nível de correção de erro: 0 - 3 (0: L, 1: M, 2: Q, 3: H) const int MASK_PATTERN[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}; // Padrão de máscara a ser aplicado: 0 - 7 std::string input = "Hello, world!"; // exemplo de sequência de caracteres std::bitset<1000> bits; // exemplo de array de bits // converter sequência de caracteres em array de bits for (size_t i = 0; i < input.length(); i++) { std::bitset<8> character(input[i]); for (size_t j = 0; j < 8; j++) { bits[i * 8 + j] = character[7 - j]; } }
Passo 2: Adicionar o cabeçalho ao array de bits
// exemplo de informação de cabeçalho const uint8_t data_type = 1; const uint8_t error_correction_level = 3; const uint8_t version = 1; const uint8_t size = 21; // adicionar cabeçalho ao array de bits std::bitset<1000> header; std::bitset<4> data_type_bits(data_type); std::bitset<2> error_correction_bits(error_correction_level); std::bitset<4> version_bits(version); std::bitset<8> size_bits(size); for (size_t i = 0; i < 4; i++) { header[i] = data_type_bits[i]; } for (size_t i = 4; i < 6; i++) { header[i] = error_correction_bits[i - 4]; } for (size_t i = 6; i < 10; i++) { header[i] = version_bits[i - 6]; } for (size_t i = 10; i < 18; i++) { header[i] = size_bits[i - 10]; } // concatenar cabeçalho com array de bits std::bitset<1000> encoded_bits = header; encoded_bits <<= bits.size(); encoded_bits |= bits;
Passo 3: Codificar os bits usando a tabela de codificação do QR Code
// exemplo de tabela de codificação std::bitset<1000> codewords; // codificar os bits usando a tabela de codificação // (exemplo apenas para fins didáticos) for (size_t i = 0; i < encoded_bits.size(); i += 8) { std::bitset<8> byte; for (size_t j = 0; j < 8; j++) { byte[7 - j] = encoded_bits[i + j]; } uint8_t value = byte.to_ulong(); codewords <<= 10; codewords |= value; }
Passo 4: Dividir os bits codificados em blocos
// exemplo de divisão em blocos std::vector<std::bitset<1000>> blocks; // dividir em blocos for (size_t i = 0; i < codewords.size(); i += (size * 8)) { std::bitset<1000> block; for (size_t j = 0; j < (size * 8); j++) { block[j] = codewords[i + j]; } blocks.push_back(block); }
Passo 5: Calcular os códigos de correção de erros
// exemplo de códigos de correção de erros std::bitset<1000> error_codes; // calcular códigos de correção de erros // (exemplo apenas para fins didáticos) for (size_t i = 0; i < blocks.size(); i++) { std::bitset<1000> block = blocks[i]; uint16_t generator_polynomial = 0x11D; // valor padrão para QR Code size_t data_size = size * 8 - (size_t)ceil(log2(generator_polynomial)); size_t ecc_size = (size_t)ceil(log2(generator_polynomial)); std::bitset<1000> data_bits; for (size_t j = 0; j < data_size; j++) { data_bits[j] = block[j]; } for (size_t j = data_size; j < size * 8; j++) { block[j] = 0; } std::bitset<1000> ecc_bits = data_bits; for (size_t j = 0; j < data_size; j++) { if (ecc_bits[0] == 1) { ecc_bits ^= generator_polynomial << (ecc_size - 1); } ecc_bits <<= 1; } for (size_t j = 0; j < ecc_size; j++) { block[data_size + j] = ecc_bits[j]; } error_codes <<= (size * 8 + ecc_size); error_codes |= block; }
Passo 6: Interleavar os blocos de dados
// exemplo de blocos de dados interleavados std::bitset<1000> interleaved; // intercalar os blocos de dados for (size_t i = 0; i < size * 8 + 8; i++) { for (size_t j = 0; j < blocks.size(); j++) { std::bitset<1000> block = blocks[j]; if (i < block.size()) { interleaved[i * blocks.size() + j] = block[i]; } } }
Passo 7: Adicionar padrões de posicionamento, alinhamento e timing
// exemplo de adição dos padrões const size_t QR_SIZE = 21; std::bitset<1000> qr_code; // adicionar padrões de posicionamento, alinhamento e timing // (exemplo apenas para fins didáticos) for (size_t i = 0; i < QR_SIZE; i++) { for (size_t j = 0; j < QR_SIZE; j++) { if (i == 0 || j == 0 || i == QR_SIZE - 1 || j == QR_SIZE - 1 || ((i % 2 == 0) && (j % 2 == 0)) || ((i == j) && (i >= 6) && (j <= QR_SIZE - 7))) { qr_code[i * QR_SIZE + j] = 1; } } } for (size_t i = 0; i < QR_SIZE; i++) { for (size_t j = 0; j < QR_SIZE; j++) { if (qr_code[i * QR_SIZE + j] == 0) { if ((j % 4 == 3) && (i % 2 == 0)) { qr_code[i * QR_SIZE + j] = 1; } if ((i % 4 == 3) && (j % 2 == 0)) { qr_code[i * QR_SIZE + j] = 1; } } } } }
Passo 8: Adicionar o padrão de versão (se necessário)
// exemplo de adição do padrão de versão if (version >= 7) { std::bitset<1000> version_pattern; size_t version_data_size = 6; uint32_t version_data = version; for (size_t i = 0; i < version_data_size; i++) { if ((version_data & (1 << i)) != 0) { version_pattern[version_data_size - i - 1] = 1; } } version_pattern <<= (QR_SIZE * QR_SIZE - version_data_size); for (size_t i = 0; i < QR_SIZE; i++) { for (size_t j = 0; j < QR_SIZE; j++) { if (i == QR_SIZE - version_data_size && j >= QR_SIZE - 9) { qr_code[i * QR_SIZE + j] = version_pattern[(QR_SIZE - 9) * (j - (QR_SIZE - 9))]; } if (j == QR_SIZE - version_data_size && i >= QR_SIZE - 9) { qr_code[i * QR_SIZE + j] = version_pattern[(QR_SIZE - 9) * (i - (QR_SIZE - 9))]; } } } }
Passo 9: Adicionar os bits de formato e mascarar o QR Code
// exemplo de adição dos bits de formato e mascaramento std::bitset<1000> format_data; uint32_t format_bits = (ERROR_CORRECTION_LEVEL << 3); for (size_t i = 0; i < 10; i++) { if ((format_bits & (1 << i)) != 0) { format_data[i + (i >= 6 ? 1 : 0)] = 1; } } format_data <<= 10; for (size_t i = 0; i < 6; i++) { qr_code[(8 * QR_SIZE) + i] = format_data[i]; } for (size_t i = 0; i < QR_SIZE; i++) { for (size_t j = 0; j < QR_SIZE; j++) { if (qr_code[i * QR_SIZE + j] == 0) { if ((i + j) % 2 == 0) { qr_code[i * QR_SIZE + j] = MASK_PATTERN[((i + j) % 8)]; } else { qr_code[i * QR_SIZE + j] = !MASK_PATTERN[((i + j) % 8)]; } } } }
Passo 10: Converter os bits em uma imagem PBM
// exemplo de conversão dos bits em uma imagem PBM const size_t PIXEL_SIZE = 10 std::ofstream image_file("qrcode.pbm"); image_file << "P1\n" << PIXEL_SIZE << " " << PIXEL_SIZE << "\n"; for (size_t i = 0; i < QR_SIZE; i++) { for (size_t j = 0; j < QR_SIZE; j++) { if (qr_code[i * QR_SIZE + j] == 1) { image_file << "0 "; } else { image_file << "1 "; } } image_file << "\n"; } image_file.close();
Este código cria um arquivo chamado “qrcode.pbm” e escreve os bits do QR Code na forma de uma imagem PBM no arquivo. A imagem gerada pode ser aberta em um visualizador de imagens PBM.
Conclusão
Gerar um QR Code a partir de uma string pode ser feito sem o uso de bibliotecas externas de geração de QR Code. Utilizando a biblioteca padrão do C++, é possível criar um programa para gerar o QR Code passo a passo, adicionando cada elemento necessário para a construção do QR Code. Ao final, é possível converter os bits do QR Code em uma imagem PBM para visualização.
Embora este exemplo seja apenas para fins didáticos e não implemente todas as otimizações e funcionalidades de um gerador de QR Code completo, ele oferece uma compreensão básica dos elementos que compõem um QR Code e pode servir como ponto de partida para um projeto mais complexo.