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.