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Python条形码生成

news 来源：原创 2024/9/20 10:59:59

条形码基础知识

在开始编码之前，让我们先了解一下条形码的基本概念。条形码本质上是一种将数据编码成可视模式的方法，通常由一系列平行的黑色条和白色空格组成。常见的条形码类型包括：

UPC（通用产品代码）
EAN（欧洲商品编码）
Code 128
QR码（虽然严格来说不是条形码，但经常与之并列讨论）

每种类型都有其特定的用途和编码规则。在本文中，我们将主要关注最常见的线性条形码。

环境准备

首先，我们需要安装必要的库。在这个项目中，我们将使用python-barcode库来生成条形码。

pip install python-barcode

如果你还想生成条形码图像，还需要安装Pillow库：

pip install Pillow

基本实现：生成简单的条形码

让我们从最基本的实现开始：

from barcode import EAN13
from barcode.writer import ImageWriterdef generate_barcode(code, filename):# 创建EAN-13条形码对象my_code = EAN13(code, writer=ImageWriter())# 保存条形码为图像文件my_code.save(filename)# 使用示例
generate_barcode('5901234123457', 'my_barcode')

这段代码做了以下几件事：

从barcode模块导入EAN13类和ImageWriter。
定义一个函数generate_barcode，它接受条形码数据和文件名作为参数。
创建一个EAN-13条形码对象，并使用ImageWriter将其保存为图像。

运行这段代码后，你会在当前目录下看到一个名为my_barcode.png的文件，这就是生成的条形码图像。

进阶：自定义条形码样式

在实际项目中，我们经常需要自定义条形码的外观。以下是一个更高级的实现，展示了如何自定义条形码的颜色、大小和文本：

from barcode import Code128
from barcode.writer import ImageWriter
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFontdef custom_barcode(code, filename, text_color=(0, 0, 0), bar_color=(0, 0, 0), bg_color=(255, 255, 255), width=300, height=100):# 创建Code128条形码对象barcode = Code128(code, writer=ImageWriter())# 自定义选项options = {'module_width': 0.2,'module_height': 8,'quiet_zone': 1,'font_size': 10,'text_distance': 5,'background': bg_color,'foreground': bar_color,'write_text': False,}# 生成条形码图像barcode_image = barcode.render(options)# 创建新的图像，设置背景颜色final_image = Image.new('RGB', (width, height), bg_color)# 将条形码图像粘贴到新图像上x_offset = (width - barcode_image.width) // 2y_offset = (height - barcode_image.height) // 2final_image.paste(barcode_image, (x_offset, y_offset))# 添加自定义文本draw = ImageDraw.Draw(final_image)font = ImageFont.load_default()text_width = draw.textlength(code, font=font)text_x = (width - text_width) // 2text_y = height - 20draw.text((text_x, text_y), code, font=font, fill=text_color)# 保存最终图像final_image.save(f"{filename}.png")print(f"Custom barcode saved as {filename}.png")# 使用示例
custom_barcode("PYTHON2023", "custom_barcode", text_color=(0, 0, 255), bar_color=(0, 0, 0), bg_color=(220, 220, 220), width=300, height=150)

这个高级版本引入了几个重要的改进：

使用Code128条形码类型，它支持更广泛的字符。
允许自定义条形码的颜色、大小和背景。
在条形码下方添加自定义文本。
使用Pillow库进行更精细的图像处理。

实战经验：批量生成条形码

在实际项目中，我们可能需要批量生成大量条形码。以下是一个实用的脚本，可以从CSV文件读取数据并批量生成条形码：

import csv
from barcode import Code128
from barcode.writer import ImageWriter
import osdef batch_generate_barcodes(csv_file, output_folder):if not os.path.exists(output_folder):os.makedirs(output_folder)with open(csv_file, 'r') as file:reader = csv.reader(file)next(reader)  # 跳过标题行for row in reader:code = row[0]  # 假设条形码数据在第一列filename = os.path.join(output_folder, f"barcode_{code}")barcode = Code128(code, writer=ImageWriter())barcode.save(filename)print(f"Generated barcode for {code}")# 使用示例
batch_generate_barcodes('product_codes.csv', 'barcodes_output')

这个脚本的特点包括：

从CSV文件读取数据，适用于大规模数据处理。
自动创建输出文件夹，提高了脚本的健壮性。
使用有意义的文件名，便于后续管理和使用。

高级技巧：条形码验证

在生成条形码时，确保数据的正确性至关重要。以下是一个包含验证功能的高级示例：

from barcode import EAN13, Code128
from barcode.errors import BarcodeErrordef validate_and_generate(code, barcode_type='ean13', filename='barcode'):try:if barcode_type.lower() == 'ean13':# EAN13需要12位数字，最后一位是校验位if len(code) != 12 or not code.isdigit():raise ValueError("EAN13 requires 12 digits")barcode_class = EAN13elif barcode_type.lower() == 'code128':# Code128可以包含字母和数字if not code.isalnum():raise ValueError("Code128 should only contain alphanumeric characters")barcode_class = Code128else:raise ValueError("Unsupported barcode type")# 生成条形码my_code = barcode_class(code, writer=ImageWriter())my_code.save(filename)print(f"Barcode generated successfully: {filename}")except BarcodeError as e:print(f"Barcode generation error: {e}")except ValueError as e:print(f"Validation error: {e}")# 使用示例
validate_and_generate('590123412345', 'ean13', 'valid_ean13')
validate_and_generate('PYTHON2023', 'code128', 'valid_code128')
validate_and_generate('123456', 'ean13', 'invalid_ean13')  # 这将引发错误

这个高级示例引入了几个重要的概念：

根据不同的条形码类型进行特定的验证。
使用异常处理来捕获和处理各种错误情况。
提供清晰的错误消息，有助于调试和用户反馈。

性能优化：异步生成

当需要生成大量条形码时，我们可以利用Python的异步特性来提高性能

import asyncio
import aiofiles
from barcode import Code128
from barcode.writer import ImageWriter
import osasync def generate_barcode_async(code, output_folder):filename = os.path.join(output_folder, f"barcode_{code}")barcode = Code128(code, writer=ImageWriter())# 异步保存文件async with aiofiles.open(f"{filename}.png", "wb") as f:await f.write(barcode.render())print(f"Generated barcode for {code}")async def batch_generate_barcodes_async(codes, output_folder):if not os.path.exists(output_folder):os.makedirs(output_folder)tasks = [generate_barcode_async(code, output_folder) for code in codes]await asyncio.gather(*tasks)# 使用示例
codes = ['CODE1', 'CODE2', 'CODE3', 'CODE4', 'CODE5']
asyncio.run(batch_generate_barcodes_async(codes, 'async_barcodes_output'))

这个异步版本使用了asyncio和aiofiles库来并行处理多个条形码生成任务，可以显著提高处理大量条形码时的性能。