C#实现计算题验证码

开发环境：C#，VS2019，.NET Core 3.1，ASP.NET Core API

1、建立一个验证码控制器

新建两个方法Create和Check，Create用于创建验证码，Check用于验证它是否有效。

声明一个静态类变量存放列表，列表中存放包含令牌和验证码的对象。

        private static List _list = new List();

        /// 

        /// 返回一个图形验证码和令牌.
        /// 
        /// 
        [HttpGet]
        public string Create()
        {
            VCodeCalculateModel model = new VCodeCalculateModel();
            model.id = Guid.NewGuid().ToString();    // 生成令牌
            var codes = VCodeCalculateModel.GetVCode();
            var num1 = codes.Item1;
            var num2 = codes.Item2;
            var bool_operator = codes.Item3;
            if (bool_operator)
            {
                // 加法运算，生成验证码
                model.code = Convert.ToString(num1 + num2);
            }
            else
            {
                // 减法运算，生成验证码
                model.code = Convert.ToString(num1 - num2);
            }

            _list.Add(model);

             // 返回对象
             VCodeCalculateController_Create_Receive result = new VCodeCalculateController_Create_Receive();
            result.code = "0";
            result.data = new VCodeCalculateController_Create_Receive.Data();
            result.data.id = model.id;
            var image = VCodeCalculateModel.DrawImage(num1, num2, bool_operator);
            var base64 = Utils.BitmapToBase64Str(image);
            result.data.img = base64;
            var json = JsonConvert.SerializeObject(result);
            return json;
        }

        /// 

        /// 检查验证码是否有效
        /// 
        /// 令牌.
        /// 验证码.
        /// 
        [HttpGet]
        public string Check(string id, string code)
        {
            try
            {
                var index = _list.FindIndex(m =>
                {
                    if (m.id.Equals(id) && m.code.Equals(code))
                    {
                        return true;
                    }

                    return false;
                });

                ReceiveObject result = new ReceiveObject();
                if (index >= 0)
                {
                    _list.RemoveAt(index);
                    result.code = "0";
                    result.msg = "验证成功";
                    var json = JsonConvert.SerializeObject(result);
                    return json;
                }
                else
                {
                    result.code = "1";
                    result.msg = "验证失败";
                    var json = JsonConvert.SerializeObject(result);
                    return json;
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                _logger.LogError(exception: ex, message: ex.Message);
                ReceiveObject result = new ReceiveObject();
                result.code = "999999";
                result.msg = "系统异常";
                var json = JsonConvert.SerializeObject(result);
                return json;
            }
        }

2、建立一个验证码模型

验证码模型类包括：令牌和验证码属性。

再创建一个类存放Create方法返回的对象包括：令牌，验证码图片。

创建用于生成2个随机数和运算法的方法。

创建将2个随机数和运算法绘制成图片的方法。

        /// 

        /// 令牌.
        /// 
        public string id { get; set; }

        /// 

        /// 验证码.
        /// 
        public string code { get; set; }

        /// 

        /// 计算数字列表.
        /// 
        static readonly int[] list = new int[50]
        {
            1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
            11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20,
            21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30,
            31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
            41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50,
        };

        /// 

        /// 获取随机验证码.
        /// 
        /// item1 - 第一个数字，item2 - 第二个数字，item3 - 运算符（true - 加法， false - 减法）
        public static Tuple GetVCode()
        {
            Random random = new Random();
            var index = random.Next(0, list.Length);
            int num1 = list[index];
            var index2 = random.Next(0, list.Length);
            int num2 = list[index2];
            bool bool_operator = random.Next(0, 2) == 1 ? true : false;
            return new Tuple(num1, num2, bool_operator);
        }

        /// 

        /// 绘制验证码的图片.
        /// 
        /// 
        /// 
        public static Bitmap DrawImage(int num1, int num2, bool isAdd)
        {
            Color[] list_color =
            {
                Color.FromArgb(240, 230, 140),    // 黄褐色（亮）
                Color.FromArgb(138, 54, 15),    // 黄褐色（暗）
                Color.FromArgb(51, 161, 201),    // 蓝色（亮）
                Color.FromArgb(25, 25, 112),    // 蓝色（暗）
                Color.FromArgb(192, 192, 192),    // 灰白（亮）
                Color.FromArgb(128, 128, 105),    // 灰白（暗）
            };

            Random random = new Random();

            // 创建画板
            Bitmap bitmap = new Bitmap(150, 50);

            // 创建画笔
            Graphics grp = Graphics.FromImage(bitmap);
            grp.Clear(Color.White);    // 设置背景色为白色

            // 绘制噪点
            for (int i = 0; i < random.Next(60, 80); i++)
            {
                int x = random.Next(bitmap.Width);
                int y = random.Next(bitmap.Height);
                grp.DrawLine(new Pen(Color.LightGray, 1), x, y, x + 1, y);
            }

            // 绘制随机的线条
            grp.DrawLine(
                new Pen(list_color[random.Next(list_color.Length)], random.Next(3)),
                new Point(random.Next(bitmap.Width / 2), random.Next(bitmap.Height / 2)),
                new Point(bitmap.Width / 2 + random.Next(bitmap.Width / 2), bitmap.Height / 2 + random.Next(bitmap.Height / 2))
            );

            // 绘制验证码
            string code = string.Format("{0}{1}{2}", num1, isAdd ? "+" : "-", num2);
            for (int i = 0; i < code.Length; i++)
            {
                var item = code[i];
                grp.DrawString(item.ToString(),
                    new Font(FontFamily.GenericSansSerif, 25, FontStyle.Bold),
                    new SolidBrush(list_color[random.Next(list_color.Length)]),
                    x: (150 / 5) * i,
                    y: random.Next(5));
            }

            // 在验证码上绘制噪点
            for (int i = 0; i < random.Next(30, 50); i++)
            {
                int x = random.Next(bitmap.Width);
                int y = random.Next(bitmap.Height);
                grp.DrawLine(new Pen(list_color[random.Next(list_color.Length)], 1), x, y, x + 1, y);
            }

            // 绘制随机的线条
            grp.DrawLine(
                new Pen(list_color[random.Next(list_color.Length)], random.Next(3)),
                new Point(random.Next(bitmap.Width / 2), random.Next(bitmap.Height / 2)),
                new Point(bitmap.Width / 2 + random.Next(bitmap.Width / 2), bitmap.Height / 2 + random.Next(bitmap.Height / 2))
            );

            return bitmap;
        }

        /// 

        /// VCodeCalculateController控制器中Create方法的返回对象.
        /// 
        public class VCodeCalculateController_Create_Receive : ReceiveObject
        {
            public Data data { get; set; }

            public class Data
            {
                /// 

                /// 令牌.
                /// 
                public string id { get; set; }

                /// 

                /// Base64的验证码图片.
                /// 
                public string img { get; set; }
            }
        }

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