开发必学的验证码，教你用Python从零写一个验证码！

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验证码是web开发中不可缺少的元素，而python又提供了非常多的验证码模块帮助大家快速生成各种验证码。

那你知道验证码生成的原理吗？所谓知其然，还要知其所以然。面试中，面试官不会因为你对框架很熟悉就夸赞你。

那今天小胖就带大家一层一层拨开验证码的衣服，看看其中的小奥秘 -<-

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演示环境

- 操作系统： windows10

- python版本： python 3.7

- 代码编辑器： pycharm 2018.2

- 使用第三方模块： pillow

验证码的必须元素

1. 一张图片

2. 文本

3. 干扰元素

- 线条干扰

- 小圆点干扰

熟悉pillow库

我们既然需要使用pillow库制作验证码，那么首先我们先来熟悉一下我们需要用到的方法。

1. Image.new(): 这个方法可以生成一张图片，有三个参数。

- mode:颜色空间模式，可以是`'RGBA','RGB','L'`等等模式

- size:图片尺寸，接收一个两个整数的元祖

- color:图片的填充颜色，可以是`red，green`等，也可以是rgb的三个整数的元祖。 也就是背景颜色

from PIL  import Image

captcha = Image.new( 'RGB' , ( 1080 ,  900 ), ( 255 , 255

255

))

上面代码创建了一个亿RGB为颜色空间模式，尺寸为1080*900，背景颜色为白色的图片。

2. Image.save(): 保存图片到本地

- fp: 本地文件名

- format: 可选参数，制定文件后缀名。

from PIL  import Image

captcha = Image.new( 'RGB' , ( 1080 ,  900 ), ( 255 , 255 , 255 ))

# captcha.save('captcha.png')

captcha.save( 'captcha'

'png'

)

上面两种方式保存效果是一样的。

3. Image.show():显示图片，会调用电脑自带的显示图片的软件。

4. ImageFont.truetype(): 加载一个字体文件。 生成一个字体对象。

from PIL  import ImageFont

# 字体文件路径 字体大小

font = ImageFont.truetype( 'simkai.ttf'

16

)

5. ImageDraw.Draw(): 生成画笔对象。

from PIL  import Image, ImageDraw

captcha = Image.new( 'RGB' , ( 1080 ,  900 ),  'red' )

draw = ImageDraw.Draw(captcha)

上面就创建了一个在captcha这张图片上的画笔，我们在这个图片上画任何东西都会使用这个画笔对象。

6. ImageDraw.Draw().text():在图片上绘制给定的字符

from PIL  import Image, ImageDraw, ImageFont

captcha = Image.new( 'RGB' , ( 1080 ,  900 ),  'red' )

font = ImageFont.truetype( 'simkai.ttf' ,  16 )

draw = ImageDraw.Draw(captcha)

# 字符绘制位置, 绘制的字符, 制定字体, 字符颜色

draw.text(( 0 , 0 ),  'hello world'

'black'

)

7. ImageDraw.Draw().line():在图片上绘制线条

from PIL  import Image, ImageDraw, ImageFont

captcha = Image.new( 'RGB' , ( 1080 ,  900 ),  'red' )

draw = ImageDraw.Draw(captcha)

# 线条起点, 线条终点

draw.line([( 0 , 0 ),( 1080 , 900

'black'

)

8. ImageDraw.Draw().point(): 在图片上绘制点

from PIL  import Image, ImageDraw, ImageFont

captcha = Image.new( 'RGB' , ( 1080 ,  900 ),  'red' )

font = ImageFont.truetype( 'simkai.ttf' ,  16 )

draw = ImageDraw.Draw(captcha)

# 点的位置, 颜色

draw.point(( 500 , 500

'black'

)

制作我们的验证码我们就会使用到上面的方法。 当然，pillow肯定不止这些方法，这里我们就只列举这些了。

制作验证码

1. 首先我们定义一个类，初始化一些需要的参数。

import string

class Captcha () :

'''

captcha_size: 验证码图片尺寸

font_size: 字体大小

text_number: 验证码中字符个数

line_number: 线条个数

background_color: 验证码的背景颜色

sources: 取样字符集。验证码中的字符就是随机从这个里面选取的

save_format: 验证码保存格式

def __init__ (self, captcha_size= ( 150 , 100 ) , font_size= 30 ,text_number= 4 , line_number= 4 , background_color= ( 255 ,  255 ,  255 ) , sources=None, save_format= 'png' ) :

self.text_number = text_number

self.line_number = line_number

self.captcha_size = captcha_size

self.background_color = background_color

self.font_size = font_size

self.format = save_format

if sources:

self.sources = sources

else :

self.sources = string.ascii_letters + string.digits

这里说一下string模块。

- string.ascii_letters: 得到a-zA-Z所有字符

- string.digits: 得到0-9所有数字

2. 随机从sources获取字符

import random

def get_text (self) :

text = random.sample(self.sources,k=self.text_number)

return

''

.join(text)

random.sample()方法： 从第一个参数中随机获取字符。 获取个数有第二个参数指定。

3. 随机获取绘制字符的颜色

def get_font_color (self) :

font_color = (random.randint( 0 ,  150 ), random.randint( 0 ,  150 ), random.randint( 0 ,  150 ))

return

font_color

4. 随机获取干扰线条的颜色

def get_line_color (self) :

line_color = (random.randint( 0 ,  250 ), random.randint( 0 ,  255 ), random.randint( 0 ,  250 ))

return

line_color

5. 编写绘制文字的方法

def draw_text (self,draw, text, font, captcha_width, captcha_height, spacing= 20 ) :

'''

在图片上绘制传入的字符

:param draw: 画笔对象

:param text: 绘制的所有字符

:param font: 字体对象

:param captcha_width: 验证码的宽度 

:param captcha_height: 验证码的高度

:param spacing: 每个字符的间隙

:return: 

# 得到这一窜字符的高度和宽度

text_width, text_height = font.getsize(text)

# 得到每个字体的大概宽度

every_value_width = int(text_width /  4 )

# 这一窜字符的总长度

text_length = len(text)

# 每两个字符之间拥有间隙，获取总的间隙

total_spacing = (text_length -1 ) * spacing

if total_spacing + text_width >= captcha_width:

raise ValueError( "字体加中间空隙超过图片宽度!" )

# 获取第一个字符绘制位置

start_width = int( (captcha_width - text_width - total_spacing) /  2 )

start_height = int( (captcha_height - text_height) /  2 )

# 依次绘制每个字符

for value  in text:

position = start_width, start_height

print(position)

# 绘制text

draw.text(position, value, font=font, fill=self.get_font_color())

# 改变下一个字符的开始绘制位置

start_width = start_width + every_value_width + spacing

6. 绘制线条的方法

def draw_line (self, draw, captcha_width, captcha_height) :

'''

绘制线条

:param draw: 画笔对象 

:param captcha_width: 验证码的宽度 

:param captcha_height: 验证码的高度

:return: 

# 随机获取开始位置的坐标

begin = (random.randint( 0 ,captcha_width/ 2 ), random.randint( 0 , captcha_height))

# 随机获取结束位置的坐标

end = (random.randint(captcha_width/ 2 ,captcha_width), random.randint( 0 , captcha_height))

draw.line([begin, end], fill=self.get_line_color())

7. 绘制小圆点

def draw_point (self, draw, point_chance, width, height) :

'''

绘制小圆点

:param draw: 画笔对象

:param point_chance: 绘制小圆点的几率 概率为 point_chance/100

:param width: 验证码宽度

:param height: 验证码高度

:return:

# 按照概率随机绘制小圆点

for w  in range(width):

for h  in range(height):

tmp = random.randint( 0 ,  100 )

if tmp < point_chance:

draw.point((w, h), fill=self.get_line_color())

8. 制作验证码

def make_captcha (self) :

# 获取验证码的宽度， 高度

width, height = self.captcha_size

# 生成一张图片

captcha = Image.new( 'RGB' ,self.captcha_size,self.background_color)

# 获取字体对象

font = ImageFont.truetype( 'simkai.ttf' ,self.font_size)

# 获取画笔对象

draw = ImageDraw.Draw(captcha)

# 得到绘制的字符

text = self.get_text(

# 绘制字符

self.draw_text(draw, text, font, width, height)

# 绘制线条

for i  in range(self.line_number):

self.draw_line(draw, width, height)

# 绘制小圆点 10是概率 10/100， 10%的概率

self.draw_point(draw, 10 ,width,height)

# 保存图片

captcha.save( 'captcha' ,format=self.format)

# 显示图片

captcha.show()

这样，我们就生成了我们的图片验证码了，效果图: