使用Python和Docker构建二维码生成与识别系统

一、环境准备

首先，我们需要准备Python环境和Docker环境。确保你已经安装了Python和Docker。

安装Python：
- 可以从Python官网下载并安装最新版本的Python。
安装Docker：
- 可以从Docker官网下载并安装Docker Desktop。

二、安装必要的Python库

pip install qrcode[pil] pyzbar pillow

三、编写Python代码

1. 生成二维码

创建一个名为generate_qrcode.py的文件，并添加以下代码：

import qrcode
from PIL import Image

def generate_qrcode(data, filepath):
    qr = qrcode.QRCode(
        version=1,
        error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,
        box_size=10,
        border=4,
    )
    qr.add_data(data)
    qr.make(fit=True)
    
    img = qr.make_image(fill='black', back_color='white')
    img.save(filepath)
    print(f"QR Code generated and saved to {filepath}")

if __name__ == "__main__":
    data = "https://www.example.com"
    filepath = "example_qr.png"
    generate_qrcode(data, filepath)

2. 识别二维码

创建一个名为decode_qrcode.py的文件，并添加以下代码：

from pyzbar.pyzbar import decode
from PIL import Image

def decode_qrcode(filepath):
    img = Image.open(filepath)
    decoded_objects = decode(img)
    
    for obj in decoded_objects:
        print(f"Data: {obj.data.decode('utf-8')}")
        print(f"Type: {obj.type}")
        print(f"Bounding Box: {obj.rect}")

if __name__ == "__main__":
    filepath = "example_qr.png"
    decode_qrcode(filepath)

四、构建Docker镜像

为了方便部署和运行，我们将使用Docker来容器化我们的应用。

创建Dockerfile：

创建一个名为Dockerfile的文件，并添加以下内容：

# 使用官方Python基础镜像
FROM python:3.9-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制当前目录下的所有文件到工作目录
COPY . /app

# 安装必要的Python库
RUN pip install qrcode[pil] pyzbar pillow

# 暴露容器端口（如果有需要）
EXPOSE 8000

# 运行生成二维码的脚本
CMD ["python", "generate_qrcode.py"]

构建Docker镜像：

在Dockerfile所在的目录下运行以下命令：

docker build -t qrcode-generator .

运行Docker容器：

docker run --rm qrcode-generator

五、整合生成与识别功能

为了更方便地使用，我们可以将生成和识别功能整合到一个Docker容器中。

修改Dockerfile：

在CMD部分添加一个启动脚本，用于运行生成和识别功能。

# 使用官方Python基础镜像
FROM python:3.9-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制当前目录下的所有文件到工作目录
COPY . /app

# 安装必要的Python库
RUN pip install qrcode[pil] pyzbar pillow

# 暴露容器端口（如果有需要）
EXPOSE 8000

# 运行启动脚本
CMD ["python", "start.py"]

创建启动脚本：

创建一个名为start.py的文件，并添加以下内容：

import os
import sys

def main():
    # 生成二维码
    os.system("python generate_qrcode.py")
    
    # 识别二维码
    os.system("python decode_qrcode.py")

if __name__ == "__main__":
    main()

重新构建并运行Docker镜像：

docker build -t qrcode-system .
docker run --rm qrcode-system

六、总结

在实际应用中，你可以根据需要进一步扩展功能，例如添加Web接口、数据库存储等，以适应更复杂的应用场景。