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C#生成隨機的中文漢字的原理

C#生成隨機的中文漢字的原理

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騰訊為了防止目前網(wǎng)絡(luò)上橫行的QQ號碼自動注冊機而采取中文驗證碼的手段。下面就來介紹一下使用C#生成隨機的中文漢字的原理。

1、漢字編碼原理

到底怎么辦到隨機生成漢字的呢？漢字從哪里來的呢？是不是有個后臺數(shù)據(jù)表，其中存放了所需要的所有漢字，使用程序隨機取出幾個漢字組合就行了呢？使用后臺數(shù)據(jù)庫先將所有漢字存起來使用時隨機取出，這也是一種辦法，但是中文漢字有這么多，怎么來制作呢？其實可以不使用任何后臺數(shù)據(jù)庫，使用程序就能做到這一切。要知道如何生成漢字，就得先了解中文漢字的編碼原理。

1980年，為了使每一個漢字有一個全國統(tǒng)一的代碼，我國頒布了***個漢字編碼的國家標準： GB2312-80《信息交換用漢字編碼字符集》基本集，簡稱GB2312，這個字符集是我國中文信息處理技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)，也是國內(nèi)所有漢字系統(tǒng)的統(tǒng)一標準。到了后來又公布了國家標準GB18030-2000《信息交換用漢字編碼字符集基本集的擴充》，簡稱GB18030，編程時如果涉及到編碼和本地化的朋友應(yīng)該對GB18030很熟悉。這是是我國繼GB2312-1980和GB13000-1993之后最重要的漢字編碼標準，同時也是未來我國計算機系統(tǒng)必須遵循的基礎(chǔ)性標準之一。

目前在中文WINDOWS操作系統(tǒng)中，.NET編程中默認的的代碼頁就是GB18030簡體中文。但是事實上如果生成中文漢字驗證碼只須要使用GB2312字符集就已經(jīng)足夠了。字符集中除了我們平時大家都認識的漢字外，也包含了很多我們不認識平時也很少見到的漢字。如果生成中文漢字驗證碼中有很多我們不認識的漢字讓我們輸入，對于使用拼音輸入法的朋友來說可不是好事，五筆使用者還能勉強根據(jù)漢字的長相打出來，呵呵！所以對于GB2312字符集中的漢字我們也不是全都要用。

其實這兩個表是同一回事，只不過一個使用十六進制分區(qū)表示，一個使用區(qū)位所在的數(shù)字位置表示。 例如“好”字的十六進制區(qū)位碼是ba c3，前兩位是區(qū)域，后兩位代表位置，ba處在第26區(qū)，“好”處在此區(qū)漢字的第35位也就是c3位置，所以數(shù)字代碼就是2635。這就是GB2312漢字區(qū)位原理。根據(jù)《漢字區(qū)位碼表》我們可以發(fā)現(xiàn)第15區(qū)也就是AF區(qū)以前都沒有漢字，只有少量符號，漢字都從第16區(qū)B0開始，這就是為什么GB2312字符集都是從16區(qū)開始的。

2、.Net程序處理漢字編碼原理分析

在.Net中可以使用System.Text來處理所有語言的編碼。在System.Text命名空間中包含眾多編碼的類，可供進行操作及轉(zhuǎn)換。其中的Encoding類就是重點處理漢字編碼的類。通過在.NET文檔中查詢Encoding類的方法我們可以發(fā)現(xiàn)所有和文字編碼有關(guān)的都是字節(jié)數(shù)組，其中有兩個很好用的方法：

Encoding.GetBytes ()方法將指定的 String 或字符數(shù)組的全部或部分內(nèi)容編碼為字節(jié)數(shù)組
Encoding.GetString ()方法將指定字節(jié)數(shù)組解碼為字符串。

沒錯我們可以通過這兩個方法將漢字字符編碼為字節(jié)數(shù)組，同樣知道了漢字GB2312的字節(jié)數(shù)組編碼也就可以將字節(jié)數(shù)組解碼為漢字字符。通過對“好”字進行編碼為字節(jié)數(shù)組后

Encoding gb=System.Text.Encoding.GetEncoding("gb2312");
object[] bytes=gb.Encoding.GetBytes ("好")；

發(fā)現(xiàn)得到了一個長度為2的字節(jié)數(shù)組bytes，使用

string lowCode = System.Convert.ToString(bytes[0], 16); //取出元素1編碼內(nèi)容（兩位16進制）
string hightCode = System.Convert.ToString(bytes[1], 16);//取出元素2編碼內(nèi)容（兩位16進制）

之后發(fā)現(xiàn)字節(jié)數(shù)組bytes16進制變碼后內(nèi)容竟然是{ba,c3}，剛好是“好”字的十六進制區(qū)位碼（見區(qū)位碼表）。

因此我們就可以隨機生成一個長度為2的十六進制字節(jié)數(shù)組，使用GetString ()方法對其進行解碼就可以得到漢字字符了。不過對于生成中文漢字驗證碼來說，因為第15區(qū)也就是AF區(qū)以前都沒有漢字，只有少量符號，漢字都從第16區(qū) B0開始，并且從區(qū)位D7開始以后的漢字都是和很難見到的繁雜漢字，所以這些都要排出掉。所以隨機生成的漢字十六進制區(qū)位碼第1位范圍在B、C、D之間，如果第1位是D的話，第2位區(qū)位碼就不能是7以后的十六進制數(shù)。在來看看區(qū)位碼表發(fā)現(xiàn)每區(qū)的***個位置和***一個位置都是空的，沒有漢字，因此隨機生成的區(qū)位碼第3位如果是A的話，第4位就不能是0；第3位如果是F的話，第4位就不能是F。

好了，知道了原理，隨機生成中文漢字的程序也就出來了，以下就是生成4個隨機漢字的C#控制臺代碼：

 
 
 
      
  
  
  1. usingSystem;  
    2.   
  
  
  2. usingSystem.Text;  
    3.   
  
  
  3.  
    4.   
  
  
  4. namespaceConsoleApplication  
    5.   
  
  
  5. {  
    6.   
  
  
  6. classChineseCode  
    7.   
  
  
  7. {  
    8.   
  
  
  8. publicstaticvoidMain()  
    9.   
  
  
  9. {  
    10.   
  
  
  10. //獲取GB2312編碼頁（表）  
    11.   
  
  
  11. EncodingEncodinggb=Encoding.GetEncoding("gb2312");  
    12.   
  
  
  12.  
    13.   
  
  
  13. //調(diào)用函數(shù)產(chǎn)生4個隨機中文漢字編碼  
    14.   
  
  
  14. object[]bytes=CreateRegionCode(4);  
    15.   
  
  
  15.  
    16.   
  
  
  16. //根據(jù)漢字編碼的字節(jié)數(shù)組解碼出中文漢字  
    17.   
  
  
  17. stringstr1=gb.GetString((byte[])Convert.ChangeType(bytes[0],typeof(byte[])));  
    18.   
  
  
  18. stringstr2=gb.GetString((byte[])Convert.ChangeType(bytes[1],typeof(byte[])));  
    19.   
  
  
  19. stringstr3=gb.GetString((byte[])Convert.ChangeType(bytes[2],typeof(byte[])));  
    20.   
  
  
  20. stringstr4=gb.GetString((byte[])Convert.ChangeType(bytes[3],typeof(byte[])));  
    21.   
  
  
  21.  
    22.   
  
  
  22. //輸出的控制臺  
    23.   
  
  
  23. Console.WriteLine(str1+str2+str3+str4);  
    24.   
  
  
  24. }  
    25.   
  
  
  25.  
    26.   
  
  
  26. publicstaticobject[]CreateRegionCode(intstrlength)  
    27.   
  
  
  27. {  
    28.   
  
  
  28. //定義一個字符串數(shù)組儲存漢字編碼的組成元素  
    29.   
  
  
  29. string[]rBase=newString[16]{"0","1","2","3","4","5","6","7","8","9","a","b","c","d","e","f"};  
    30.   
  
  
  30.  
    31.   
  
  
  31. Randomrnd=newRandom();  
    32.   
  
  
  32.  
    33.   
  
  
  33. //定義一個object數(shù)組用來  
    34.   
  
  
  34. object[]bytes=newobject[strlength];  
    35.   
  
  
  35.  
    36.   
  
  
  36. for(inti=0;i;i++)  
    37.   
  
  
  37. {  
    38.   
  
  
  38. //區(qū)位碼第1位  
    39.   
  
  
  39. intr1=rnd.Next(11,14);  
    40.   
  
  
  40. stringstr_r1=rBase[r1].Trim();  
    41.   
  
  
  41.  
    42.   
  
  
  42. //區(qū)位碼第2位  
    43.   
  
  
  43. rnd=newRandom(r1*unchecked((int)DateTime.Now.Ticks)+i);//更換隨機數(shù)發(fā)生器的  
    44.   
  
  
  44.  
    45.   
  
  
  45. 種子避免產(chǎn)生重復值  
    46.   
  
  
  46. intr2;  
    47.   
  
  
  47. if(r1==13)  
    48.   
  
  
  48. {  
    49.   
  
  
  49. r2=rnd.Next(0,7);  
    50.   
  
  
  50. }  
    51.   
  
  
  51. else  
    52.   
  
  
  52. {  
    53.   
  
  
  53. r2=rnd.Next(0,16);  
    54.   
  
  
  54. }  
    55.   
  
  
  55. stringstr_r2=rBase[r2].Trim();  
    56.   
  
  
  56.  
    57.   
  
  
  57. //區(qū)位碼第3位  
    58.   
  
  
  58. rnd=newRandom(r2*unchecked((int)DateTime.Now.Ticks)+i);  
    59.   
  
  
  59. intr3=rnd.Next(10,16);  
    60.   
  
  
  60. stringstr_r3=rBase[r3].Trim();  
    61.   
  
  
  61.  
    62.   
  
  
  62. //區(qū)位碼第4位  
    63.   
  
  
  63. rnd=newRandom(r3*unchecked((int)DateTime.Now.Ticks)+i);  
    64.   
  
  
  64. intr4;  
    65.   
  
  
  65. if(r3==10)  
    66.   
  
  
  66. {  
    67.   
  
  
  67. r4=rnd.Next(1,16);  
    68.   
  
  
  68. }  
    69.   
  
  
  69. elseif(r3==15)  
    70.   
  
  
  70. {  
    71.   
  
  
  71. r4=rnd.Next(0,15);  
    72.   
  
  
  72. }  
    73.   
  
  
  73. else  
    74.   
  
  
  74. {  
    75.   
  
  
  75. r4=rnd.Next(0,16);  
    76.   
  
  
  76. }  
    77.   
  
  
  77. stringstr_r4=rBase[r4].Trim();  
    78.   
  
  
  78.  
    79.   
  
  
  79. //定義兩個字節(jié)變量存儲產(chǎn)生的隨機漢字區(qū)位碼  
    80.   
  
  
  80. bytebyte1=Convert.ToByte(str_r1+str_r2,16);  
    81.   
  
  
  81. bytebyte2=Convert.ToByte(str_r3+str_r4,16);  
    82.   
  
  
  82. //將兩個字節(jié)變量存儲在字節(jié)數(shù)組中  
    83.   
  
  
  83. byte[]str_r=newbyte[]{byte1,byte2};  
    84.   
  
  
  84.  
    85.   
  
  
  85. //將產(chǎn)生的一個漢字的字節(jié)數(shù)組放入object數(shù)組中  
    86.   
  
  
  86. bytes.SetValue(str_r,i);  
    87.   
  
  
  87.  
    88.   
  
  
  88. }  
    89.   
  
  
  89.  
    90.   
  
  
  90. returnbytes;  
    91.   
  
  
  91.  
    92.   
  
  
  92. }  
    93.   
  
  
  93. }  
    94.   
  
  
  94.  
    95.   
  
  
  95. } 
    96.

以上介紹C#生成隨機的中文漢字的原理

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