如何在Matplotlib中生成条形码？

条形码是一种广泛应用于商业和制造业中的图形码。通常它表示了该产品的数字编号。在这篇文章中，我们将介绍如何使用Python中的Matplotlib库生成条形码。

条形码的基本结构

条形码的基本结构包括了一系列的线和间隔。它们表示数字、字母和其他字符，通常用于在商业和制造业中快捷地识别产品的相关信息。

人类无法直接读取条形码的信息。需要使用条形码扫描器扫描并将其解码转换为需要的信息。

以下是一些线和间隔的术语：

左侧警戒区
左边的起始符
第一字码字符
第二字码字符
第三字码字符
第四字码字符
校验和字符
右边的终止符
右侧警戒区

为什么要在Matplotlib中生成条形码？

Matplotlib是一个强大且灵活的Python数据可视化库。它支持多种图形类型，能够以各种格式输出实现的图形，并且允许用户自定义各种线性和非线性的属性以及各种事件处理程序。因此，使用Matplotlib生成条形码，可以实现数据可视化和自定义化，方便用户进行识别。

生成EAN-13条形码的示例代码

下面是一个使用Python Matplotlib生成EAN-13条形码的示例代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.lines as mlines

def generate_ean13_code(number: str) -> None:
    """
    生成EAN-13条形码
    :param number: 数字编号
    """
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 3))
    ax.axis('off')

    # 添加左侧警戒区
    ax.add_line(mlines.Line2D([0.09, 0.09], [0.18, 0.78], linewidth=1, color='black'))
    ax.add_line(mlines.Line2D([0.09, 0.21], [0.18, 0.18], linewidth=1, color='black'))
    ax.add_line(mlines.Line2D([0.09, 0.21], [0.24, 0.24], linewidth=1, color='black'))
    for i in range(5):
        ax.add_line(mlines.Line2D([0.21, 0.21], [0.18+0.07*i, 0.18+0.07*(i+1)], linewidth=1, color='black'))
    ax.add_line(mlines.Line2D([0.21, 0.09], [0.75, 0.75], linewidth=1, color='black'))

    # 添加左侧起始符
    ax.add_line(mlines.Line2D([0.27, 0.27], [0.18, 0.78], linewidth=1, color='black'))
    ax.add_line(mlines.Line2D([0.27, 0.33], [0.24, 0.24], linewidth=1, color='black'))
    ax.add_line(mlines.Line2D([0.27, 0.33], [0.3, 0.3], linewidth=1, color='black'))

    # 添加数字
    bars = []
    table = {'0': '0001101', '1': '0011001', '2': '0010011', '3': '0111101',
             '4': '0100011', '5': '0110001', '6': '0101111', ''7': '0111011', '8': '0110111', '9': '0001011'}
    code = '101'
    for i in range(0, 6):
        bars.append(table[number[i]])
    for i in range(0, len(bars)):
        for j in range(0, 7):
            ax.add_line(mlines.Line2D([0.33+j*0.02+i*0.07, 0.33+j*0.02+i*0.07],
                                      [0.18, 0.18+(int(bars[i][j])*0.6)], linewidth=1, color='black'))
            code += bars[i][j]

    # 添加数字间隔
    ax.add_line(mlines.Line2D([0.95, 0.95], [0.18, 0.78], linewidth=1, color='black'))

    # 添加右侧终止符
    ax.add_line(mlines.Line2D([0.89, 0.89], [0.18, 0.78], linewidth=1, color='black'))
    for i in range(0, 5):
        ax.add_line(mlines.Line2D([0.89, 0.89], [0.18+0.07*i, 0.18+0.07*(i+1)], linewidth=1, color='black'))
    ax.add_line(mlines.Line2D([0.89, 0.77], [0.75, 0.75], linewidth=1, color='black'))

    # 添加校验和字符
    checksum = str((3 * sum([int(code[i]) for i in range(0, 12, 2)]) + sum([int(code[i]) for i in range(1, 12, 2)])) % 10)
    bars = table[checksum]
    for i in range(0, len(bars)):
        for j in range(0, 7):
            ax.add_line(mlines.Line2D([0.77+j*0.02+i*0.07, 0.77+j*0.02+i*0.07],
                                      [0.18, 0.18+(int(bars[i][j])*0.6)], linewidth=1, color='black'))

    plt.show()

# 测试
generate_ean13_code('690000000001')

上面的代码中，我们通过传入数字编号来生成EAN-13条形码。首先，我们创建一个图像对象，然后使用Axes对象添加线和间隔来创建条形码。

稍后，我们使用数字的左侧警戒区、起始符、数字字符、右侧终止符和校验和字符来构建条形码。

我们首先使用字典中的数字编码表来生成数字的二进制代码。其次，我们绘制每个数字的条形码并添加到Axes对象中。最后，我们根据校验和计算十位数，并再次添加校验和字符的条形码。

在执行完generate_ean13_code(‘690000000001’)之后，我们将获得以下EAN-13条形码：