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出自：shusheng007

概述

前段時間，開發中需要一個隨機驗證碼的功能。然而我發現身邊很多做移動開發的同學以及產品經理竟然不知道這個隨機驗證碼是幹什麼用的？他們竟然覺得這個是為了UI頁面的美觀，真是令人大跌眼鏡。我們做一件事情首先應該明白為什麼做這件事情，解決什麼問題，這都搞不清，做它何用？

隨機驗證碼的作用

驗證碼（CAPTCHA）是“Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart”（全自動區分計算機和人類的圖靈測試）的縮寫，是一種區分使用者是計算機還是人的公共全自動程式。可以防止：惡意破解密碼、刷票、論壇灌水，有效防止某個黑客對某一個特定註冊使用者用特定程式暴力破解方式進行不斷的登陸嘗試，實際上用驗證碼是現在很多網站通行的方式，我們利用比較簡易的方式實現了這個功能。這個問題可以由計算機生成並評判，但是必須只有人類才能解答。由於計算機無法解答CAPTCHA的問題，所以回答出問題的使用者就可以被認為是人類。

就是確保某次登入為人為登入，非計算機暴力破解。

實現方案

先上一效果圖

隨機獲取要展示的字串，然後以不規則的形式繪製出來，新增一些干擾因素，例如干擾線、噪點等。

1：首先想到的就是實現一個自定義View,在其onDraw()中繪製，但是此方式會遇到一個比較棘手的問題。
當鍵盤彈出與收回時，會觸發自定義View的onDraw()方法，那樣就會重繪一次，造成位置變動。

解決辦法：
我能想到的解決辦法就是類似於打快照的辦法。在每次繪製後就將其現有資訊儲存起來，使被動觸發的onDraw()均使用快照，而只有我們主動重新整理時再重新設定繪製資訊。

2：不使用自定義View，而是生成一張圖片，設定到ImageView中，這樣就避免了自定義View的問題。

實現方式

下面是完整的程式碼，主要關注兩個介面方法：

createCodeImage()：建立隨機驗證碼圖片
getCode() ：獲取當前驗證碼

public class RandomVerifyCode {
    private static final char[] CHARS = {
            '0','1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
            'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'j', 'k', 'm',
            'n', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z',
            'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M',
            'N', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z'
    };

    private Context mContext;
    private ImageView imgContainer;
    private int textCount;
    private int lineCount;
    private float textSize;
    private int width = 100, height = 40;
    private String code;

    private Random random = new Random();
    private Paint paint = new Paint();

    public RandomVerifyCode(Context context, @NonNull ImageView imgContainer, int textCount, int lineCount, float textSizeDp) {
        this.mContext = context;
        this.textCount = textCount;
        this.lineCount = lineCount;
        this.textSize = CommonUtils.dp2px(mContext, textSizeDp);
        this.imgContainer = imgContainer;
        imgContainer.setOnClickListener(v -> {
            createCodeImage();
        });
        paint.setAntiAlias(true);
        paint.setTextSize(textSize);
    }

    public void createCodeImage() {
        code = createCode();
        imgContainer.post(() -> {
            width = imgContainer.getWidth();
            height = imgContainer.getHeight();
            Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(width, height, Bitmap.Config.ARGB_8888);
            Canvas canvas = new Canvas(bitmap);

            int tenDp = CommonUtils.dp2px(mContext, 10);
            int dx = tenDp;
            for (int i = 0; i < textCount; i++) {
                randomTextStyle(paint);
                canvas.drawText(code.charAt(i) + "", dx, getDrawY(height, CommonUtils.dp2px(mContext, 3),
                        (int) textSize), paint);
                dx += (width - tenDp * 2) / textCount;
            }
            for (int i = 0; i < lineCount; i++) {
                drawLine(canvas, paint);
            }
            canvas.save();
            canvas.restore();
            imgContainer.setImageBitmap(bitmap);
        });
    }

    public String getCode() {
        if (TextUtils.isEmpty(code))
            throw  new UnsupportedOperationException("請先呼叫createCodeImage()方法");
        return code;
    }



    //隨機生成文字樣式，顏色，粗細，傾斜度
    private void randomTextStyle(Paint paint) {
        int color = Color.rgb(255, 255, 255);
        paint.setColor(color);
        paint.setFakeBoldText(random.nextBoolean());  //true為粗體，false為非粗體
        float skewX = random.nextFloat();
        skewX = random.nextBoolean() ? skewX : -skewX;
        paint.setTextSkewX(skewX); //float型別引數，負數表示右斜，正數左斜
    }

    private void drawLine(Canvas canvas, Paint paint) {
        int color = randomColor(1);
        int startX = random.nextInt(width);
        int startY = random.nextInt(height);
        int stopX = random.nextInt(width);
        int stopY = random.nextInt(height);
        paint.setStrokeWidth(3);
        paint.setColor(color);
        canvas.drawLine(startX, startY, stopX, stopY, paint);
    }

    private int randomColor(int rate) {
        int red = random.nextInt(256) / rate;
        int green = random.nextInt(256) / rate;
        int blue = random.nextInt(256) / rate;
        return Color.rgb(red, green, blue);
    }

    private String createCode() {
        StringBuilder buffer = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < textCount; i++) {
            buffer.append(CHARS[random.nextInt(CHARS.length)]);
        }
        return buffer.toString();
    }

    private int getDrawY(int height, int offsetY, int textHeight) {
        double tempY = Math.random() * (height - textHeight - offsetY * 2) + textHeight;
        return (int) tempY;
    }
}

如何使用

在需要展示驗證碼的地方放一個ImageView控制元件，設定其背景色，大小等。然後呼叫相關方法即可，如下所示。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private RandomVerifyCode verifyCode;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        ImageView codeImg = findViewById(R.id.iv_verify_code);
        verifyCode = new RandomVerifyCode(this, codeImg, 4, 5, 25);
        verifyCode.createCodeImage();
    }
}

改進

本類有非常多可以改進的地方，有興趣的同學可以嘗試：

1. 驗證碼的顏色是固定為白色，可以改進為可配置。
2. 現在只有干擾線，可以嘗試新增噪點
3. 干擾線寬度不能配置
4. 驗證碼資料來源不能配置，現在為0到9，小寫字母與大寫字母，如果遇到純數字或純字母等需求，需要修改原始碼。
5. 如果改了以上幾條，最好考慮使用Builder模式重構此類。

總結

哪怕真力無窮，進一步有進一步的歡喜，祝編碼愉快。