Qt实现验证码相关功能

验证码的原理

验证码的原理基于人类视觉和计算机视觉的差异性。通过给用户显示一些难以被机器识别的图形或文字，让用户进行人机交互，确认自己的身份。这样可以防止机器大规模注册、机器暴力破解数据密码等危害，保护网站安全。

Qt实现验证码的原理

• 随机性：验证码必须是随机生成的，以确保每次显示的内容都不同。

• 安全性：验证码的生成过程需要考虑到安全性，例如使用不同的算法生成验证码，避免被恶意程序破解。

• 用户交互：验证码生成后，需要由用户进行识别和填写，通过用户的操作来判断用户的有效性。

• 图形界面：在Qt中，可以使用图形界面组件来显示验证码，例如QLabel或QPushButton等。

• 图像处理：为了增加验证码的识别难度，可以在验证码中添加噪声、扭曲等效果，这需要使用图像处理技术来实现。

实现步骤

• 创建UI界面：首先，在QT Designer中创建一个UI界面，添加一个Label标签，两个Button按钮以及一个lineEdit输入框，并且将这些组件均放入widget样式表当中，并将widget样式表放入centralwidget样式表中。（在UI设计师界面可以使用SHIFT+ALT+R进行预览布局效果）

• 设置Label标签：将Label标签设置为显示验证码。你可以使用QLabel类来创建标签，并设置其文本属性。

• 实现验证码逻辑：编写代码以生成验证码。这通常涉及到一个随机数生成器，用于生成一个唯一的验证码字符串。

• 刷新验证码：当用户点击按钮时，重新生成一个新的验证码，并更新Label标签的文本属性。

• 验证验证码：当用户提交表单时，验证你所输入的验证码是否与Label标签上显示的验证码匹配。

具体代码

• mainwindow.h

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    QString m_captcha;
    QColor m_color;
    void paintEvent(QPaintEvent* evt);
    QString getCaptcha();
    QColor generateRandomColor() ;
    ~MainWindow();
private slots:
    void on_pushButton_clicked();
    void on_pushButton_2_clicked();
private:
    Ui::MainWindow *ui;
};
#endif // MAINWINDOW_H

• main.cpp

#include "mainwindow.h"

#include 

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow w;
    w.show();
    return a.exec();
}

• mainwindow.cpp

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include 
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    // 设置UI界面
    m_captcha = getCaptcha();
    // 获取验证码
    m_color = generateRandomColor();
    // 生成随机颜色
}


MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

void MainWindow::on_pushButton_clicked()//验证按钮的槽函数
{
    QString captcha = ui->lineEdit->text().replace(" ", "");
    // 获取用户输入的验证码并去除空格

    if(captcha.toLower() == m_captcha.toLower())
    // 将用户输入的验证码和生成的验证码进行比较（忽略大小写）
    {
        QMessageBox::warning(this, "Warning", "Captcha is macthed");
        // 如果验证码匹配，显示匹配提示框
    }
    else
    {
        QMessageBox::warning(this, "Warning", "Captcha is not macthed");
        // 如果验证码不匹配，显示不匹配提示框
        m_captcha = getCaptcha();
        // 获取新的验证码
    }
}


void MainWindow::on_pushButton_2_clicked()//刷新按钮的槽函数
{
    m_captcha = getCaptcha(); // 获取新的验证码
    m_color = generateRandomColor(); // 生成随机颜色
    repaint(); // 重新绘制窗口
    update(); // 更新窗口显示
}


void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *evt)
{
    QPainter painter(this);

    // 填充背景为白色
    painter.fillRect(ui->label->x()+ui->widget->x(), ui->label->y()+ui->widget->y(), ui->label->width(), ui->label->height(), Qt::white);

    // 设置字体样式
    painter.setFont(QFont("Lucida Console", 18,QFont::Bold));

    // 绘制验证码字符
    for(int i = 0; i < 4; i++)
    {
        QColor color = generateRandomColor();
        // 生成随机颜色
        QPen pen(color);
        pen.setWidth(1);
        painter.setPen(pen);
        painter.drawText(ui->label->x() +ui->widget->x()+ 30*i, ui->label->y()+ui->widget->y(), 30, ui->label->height(), Qt::AlignCenter,
                         QString(m_captcha[i]));
                         // 绘制验证码字符
    }

    // 绘制噪点
    for(int i=0; i<1500; i++)
    {
        QColor color = generateRandomColor();
        // 生成随机颜色
        QPen pen(color);
        pen.setWidth(1);
        painter.setPen(pen);
        painter.drawPoint(ui->label->x()+ui->widget->x()+ (qrand() % ui->label->width()), ui->label->y()+ui->widget->y() + (qrand() % ui->label->height()));
    }

    // 绘制干扰线
    for(int i = 0;i < 10;++i)
    {
        painter.drawLine(ui->label->x()+ui->widget->x()+qrand()%ui->label->width(),ui->label->y()+ui->widget->y()+qrand()%ui->label->height(),
                         ui->label->x()+ui->widget->x()+qrand()%ui->label->width(),ui->label->y()+ui->widget->y()+qrand()%ui->label->height());
    }
}


QString MainWindow::getCaptcha()
{
    const QString possibleCharacters = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
    const int captchaLength = 4;
    QString result = "";

    // 生成验证码字符串
    for (int i = 0; i < captchaLength; ++i) {
        int index = QRandomGenerator::global()->bounded(possibleCharacters.length());
        // 生成一个0到possibleCharacters长度之间的随机整数
        result.append(possibleCharacters.at(index));
        // 将随机位置的字符添加到结果字符串中
    }

    return result; // 返回生成的验证码字符串
}


QColor MainWindow::generateRandomColor() {
    int red = QRandomGenerator::global()->bounded(256);
    // 生成0到255之间的随机整数作为红色通道的值
    int green = QRandomGenerator::global()->bounded(256);
    // 生成0到255之间的随机整数作为绿色通道的值
    int blue = QRandomGenerator::global()->bounded(256);
    // 生成0到255之间的随机整数作为蓝色通道的值
    return QColor(red, green, blue);
    // 使用生成的RGB值创建并返回一个QColor对象
}

相关代码的注解

fillRect的相关用法

• 在Qt的QPainter类中，fillRect()函数用于填充矩形。它需要两个参数：一个QRect对象和QBrush对象。

• QRect对象定义了矩形的位置和大小，而QBrush对象则定义了矩形的填充方式。我们可以将QColor对象作为刷子传递给这个函数，以指定实填充模式。

• 如果颜色不是完全的不透明（即alpha通道值小于255），则先绘制白色背景，然后使用fillRect()函数填充矩形。因此，fillRect()函数的参数含义为：第一个参数是一个QRect对象，表示要填充的矩形区域。它包含了矩形的左上角坐标(x, y)和其宽度和高度(width, height)。第二个参数是一个QBrush对象，表示填充矩形的样式。可以将QColor对象作为刷子传递给这个函数，以指定实填充模式。

示例代码

void MyWidget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter painter(this);
    QRect rect(10, 10, 100, 50); // 定义一个矩形区域
    QColor color(255, 0, 0); // 定义红色
    painter.fillRect(rect, color); // 填充矩形
}

在上述示例中，我们定义了一个矩形区域 rect，左上角坐标为 (10, 10)，宽度为 100，高度为 50。然后，我们使用 fillRect 方法填充该矩形区域为红色。

 对于上述代码mainwindow.cpp中的painter.fillRect(ui->label->x()+ui->widget->x(), ui->label->y()+ui->widget->y(), ui->label->width(), ui->label->height(), Qt::white);解释

如图所示

相当于求A点相当于C点的坐标，也就是将B点相对于C点的坐标+A点相对于B点的坐标

即A点相当于C点的坐标为（ui->label->x()+ui->widget->x(), ui->label->y()+ui->widget->y()）

效果图

• 初始界面

• 验证成功

• 验证失败

• 刷新验证码

源代码

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