生成随机汉字验证码

汉字区位码　　所谓汉字编码，就是采用一种科学可行的办法，为每个汉字编一个唯一的代码，以便计算机辨认、接收和处理。在此介绍的是《国家标准信息交换汉字编码》。这种编码经过加工整理一律以汉语拼音的字母为序，音节相同的字以使用频率为序，其查找方法与一般汉语字典的汉字拼音音节索引查找法相同。
　　为了使每一个汉字有一个全国统一的代码，1980年，我国颁布了第一个汉字编码的国家标准： GB2312-80《信息交换用汉字编码字符集》基本集，这个字符集是我国中文信息处理技术的发展基础，也是目前国内所有汉字系统的统一标准。由于国标码是四位十六进制，为了便于交流，大家常用的是四位十进制的区位码。所有的国标汉字与符号组成一个94×94的矩阵。在此方阵中,每一行称为一个"区",每一列称为一个"位",因此,这个方阵实际上组成了一个有94个区(区号分别为0 1到94)、每个区内有94个位(位号分别为01到94)的汉字字符集。一个汉字所在的区号和位号简单地组合在一起就构成了该汉字的"区位码"。在汉字的区位码中，高两位为区号，低两位为位号。 在区位码中，01-09区为682个特殊字符，16~87区为汉字区，包含6763个汉字 。其中16-55区为一级汉字(3755个最常用的汉字，按拼音字母的次序排列)，56-87区为二级汉字(3008个汉字，按部首次序排列)。



用C#生成随机中文汉字验证码的基本原理2007年08月03日 星期五 22:26下面来介绍一下使用C#生成随机的中文汉字的原理

　　1、汉字编码原理

　　到底怎么办到随机生成汉字的呢？汉字从哪里来的呢？是不是有个后台数据表，其中存放了所需要的所有汉字，使用程序随机取出几个汉字组合就行了呢？使用后台数据库先将所有汉字存起来使用时随机取出，这也是一种办法，但是中文汉字有这么多，怎么来制作呢？其实可以不使用任何后台数据库，使用程序就能做到这一切。要知道如何生成汉字，就得先了解中文汉字的编码原理。

　　1980年，为了使每一个汉字有一个全国统一的代码，我国颁布了第一个汉字编码的国家标准： GB2312-80《信息交换用汉字编码字符集》基本集，简称GB2312，这个字符集是我国中文信息处理技术的发展基础，也是国内所有汉字系统的统一标准。到了后来又公布了国家标准GB18030-2000《信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充》，简称GB18030，编程时如果涉及到编码和本地化的朋友应该对GB18030很熟悉。这是是我国继GB2312-1980和GB13000-1993之后最重要的汉字编码标准，同时也是未来我国计算机系统必须遵循的基础性标准之一。

　　目前在中文WINDOWS操作系统中，.NET编程中默认的的代码页就是GB18030简体中文。但是事实上如果生成中文汉字验证码只须要使用GB2312字符集就已经足够了。字符集中除了我们平时大家都认识的汉字外，也包含了很多我们不认识平时也很少见到的汉字。如果生成中文汉字验证码中有很多我们不认识的汉字让我们输入，对于使用拼音输入法的朋友来说可不是好事，五笔使用者还能勉强根据汉字的长相打出来，呵呵！所以对于GB2312字符集中的汉字我们也不是全都要用。
中文汉字字符可以使用区位码来表示，见

汉字区位码表            http://navicy2005.home4u.china.com/resource/gb2312tbl.htm
汉字区位码代码表    http://navicy2005.home4u.china.com/resource/gb2312tbm.htm

其实这两个表是同一回事，只不过一个使用十六进制分区表示，一个使用区位所在的数字位置表示。例如“好”字的十六进制区位码是ba c3，前两位是区域，后两位代表位置，ba处在第26区，“好”处在此区汉字的第35位也就是c3位置，所以数字代码就是2635。这就是GB2312汉字区位原理。根据《汉字区位码表 》我们可以发现第15区也就是AF区以前都没有汉字，只有少量符号，汉字都从第16区B0开始，这就是为什么GB2312字符集都是从16区开始的。

2、.Net程序处理汉字编码原理分析

在.Net中可以使用System.Text来处理所有语言的编码。在System.Text命名空间中包含众多编码的类，可供进行操作及转换。其中的Encoding类就是重点处理汉字编码的类。通过在.NET文档中查询Encoding类的方法我们可以发现所有和文字编码有关的都是字节数组，其中有两个很好用的方法：

Encoding.GetBytes ()方法将指定的 String 或字符数组的全部或部分内容编码为字节数组
Encoding.GetString ()方法将指定字节数组解码为字符串。


没错我们可以通过这两个方法将汉字字符编码为字节数组，同样知道了汉字GB2312的字节数组编码也就可以将字节数组解码为汉字字符。通过对“好”字进行编码为字节数组后

Encoding gb=System.Text.Encoding.GetEncoding("gb2312");
object[] bytes=gb.Encoding.GetBytes ("好")；


发现得到了一个长度为2的字节数组bytes，使用

string lowCode = System.Convert.ToString(bytes[0], 16); //取出元素1编码内容（两位16进制）
string hightCode = System.Convert.ToString(bytes[1], 16);//取出元素2编码内容（两位16进制）


　　之后发现字节数组bytes16进制变码后内容竟然是{ba,c3}，刚好是“好”字的十六进制区位码（见区位码表）。

　　因此我们就可以随机生成一个长度为2的十六进制字节数组，使用GetString ()方法对其进行解码就可以得到汉字字符了。不过对于生成中文汉字验证码来说，因为第15区也就是AF区以前都没有汉字，只有少量符号，汉字都从第16区B0开始，并且从区位D7开始以后的汉字都是和很难见到的繁杂汉字，所以这些都要排出掉。所以随机生成的汉字十六进制区位码第1位范围在B、C、D之间，如果第1位是D的话，第2位区位码就不能是7以后的十六进制数。在来看看区位码表发现每区的第一个位置和最后一个位置都是空的，没有汉字，因此随机生成的区位码第3位如果是A的话，第4位就不能是0；第3位如果是F的话，第4位就不能是F。

　　好了，知道了原理，随机生成中文汉字的程序也就出来了，以下就是生成4个随机汉字的C#控制台代码：


　　3、程序代码：

using  System;
using  System.Text;

namespace  ConsoleApplication
{
      class  ChineseCode
　　{
          public   static   void  Main()
         {
              // 获取GB2312编码页（表）
             Encoding gb = Encoding.GetEncoding( " gb2312 " );

              // 调用函数产生4个随机中文汉字编码
              object [] bytes = CreateRegionCode( 4 );  

              // 根据汉字编码的字节数组解码出中文汉字
              string  str1 = gb.GetString(( byte [])Convert.ChangeType(bytes[ 0 ],  typeof ( byte [])));
              string  str2 = gb.GetString(( byte [])Convert.ChangeType(bytes[ 1 ],  typeof ( byte [])));
              string  str3 = gb.GetString(( byte [])Convert.ChangeType(bytes[ 2 ],  typeof ( byte [])));
              string  str4 = gb.GetString(( byte [])Convert.ChangeType(bytes[ 3 ],  typeof ( byte [])));

              // 输出的控制台
　　         Console.WriteLine(str1  +  str2  + str3  + str4);
　　     }


          /**//*
        此函数在汉字编码范围内随机创建含两个元素的十六进制字节数组，每个字节数组代表一个汉字，并将
        四个字节数组存储在object数组中。
        参数：strlength，代表需要产生的汉字个数
          */
          public   static   object [] CreateRegionCode( int  strlength)
         {
              // 定义一个字符串数组储存汉字编码的组成元素
              string [] rBase = new  String [ 16 ]{ " 0 " , " 1 " , " 2 " , " 3 " , " 4 " , " 5 " , " 6 " , " 7 " , " 8 " , " 9 " , " a " , " b " , " c " , " d " , " e " , " f " };
             
             Random rnd = new  Random();
         
              // 定义一个object数组用来
              object [] bytes = new   object [strlength];

              /**//* 每循环一次产生一个含两个元素的十六进制字节数组，并将其放入bject数组中
             每个汉字有四个区位码组成
             区位码第1位和区位码第2位作为字节数组第一个元素
             区位码第3位和区位码第4位作为字节数组第二个元素
              */
              for ( int  i = 0 ;i < strlength;i ++ )
             {
                  // 区位码第1位
                  int  r1 = rnd.Next( 11 , 14 );
                  string  str_r1 = rBase[r1].Trim();

                  // 区位码第2位
                 rnd = new  Random(r1 * unchecked (( int )DateTime.Now.Ticks) + i); // 更换随机数发生器的

种子避免产生重复值
                  int  r2;
                  if  (r1 == 13 )
                 {
                     r2 = rnd.Next( 0 , 7 );
                 }
                  else
                 {
                     r2 = rnd.Next( 0 , 16 );
                 }
                  string  str_r2 = rBase[r2].Trim();

                  // 区位码第3位
                 rnd = new  Random(r2 * unchecked (( int )DateTime.Now.Ticks) + i);
                  int  r3 = rnd.Next( 10 , 16 );
                  string  str_r3 = rBase[r3].Trim();

                  // 区位码第4位
                 rnd = new  Random(r3 * unchecked (( int )DateTime.Now.Ticks) + i);
                  int  r4;
                  if  (r3 == 10 )
                 {
                     r4 = rnd.Next( 1 , 16 );
                 }
                  else   if  (r3 == 15 )
                 {
                     r4 = rnd.Next( 0 , 15 );
                 }
                  else
                 {
                     r4 = rnd.Next( 0 , 16 );
                 }
                  string  str_r4 = rBase[r4].Trim();

                  // 定义两个字节变量存储产生的随机汉字区位码
                  byte  byte1 = Convert.ToByte(str_r1  +  str_r2, 16 );
                  byte  byte2 = Convert.ToByte(str_r3  +  str_r4, 16 );
                  // 将两个字节变量存储在字节数组中
                  byte [] str_r = new   byte []{byte1,byte2};

                  // 将产生的一个汉字的字节数组放入object数组中
                 bytes.SetValue(str_r,i);
                 
             }

              return  bytes;

             }
　　}

} 

　　实现了随机生成汉字后，就可以使用.NET GDI来绘制自己需要的验证码图形了。具体的怎样生成验证码图片，以及改变其中字符的长和宽等效果网上已经有很多相关的文章，这里由于篇幅就不再介绍了。不过有一点要说明的是以上代码在中文版的Windows下才能运行，因为它带有GB的字符集，如果你是其他语言的操作系统，就需要安装GB字符集了。