二维码扫描已经成为了现代人生活中的一部分，我们可以通过扫描二维码实现多种功能，例如打开网页、加好友、拨打电话等等。二维码扫描在App开发中非常常见，本文将介绍二维码扫描的原理及实现方法。
一、原理
二维码生成和扫描的原理都是基于二维码的编码和解码技术，这里仅介绍二维码的扫描原理。二维码扫描分为两个步骤，第一步是找到二维码位置，第二步是解码二维码内容。
1、找到二维码位置
二维码的定位标志区域在二维码四个角上，我们可以通过寻找这四个角的位置来确定二维码的位置。在实现时可以使用OpenCV等图像处理库来进行处理定位标志区域。
2、解码二维码内容
将扫描到的二维码图像灰度化后二值化，即将灰度值低于某个阈值的像素点转换为黑色，高于该阈值的像素点转换为白色。然后通过黑白像素点的排列组合找出黑色像素点的位置和大小，最后利用解码算法将黑白像素点转换为文本内容。
二、实现方法
在iOS和Android中，App开发者都可以利用系统提供的相机接口实现二维码的扫描。这里分别介绍iOS和Android的实现方法。
1、iOS实现方法
使用iOS系统自带的二维码扫描接口，可以实现二维码的扫描功能。首先需要导入AVFoundation框架和CoreGraphics框架，然后创建AVCaptureSession对象，该对象负责管理输入设备、输出设备和数据流的传输。
然后创建一个AVCaptureDevice对象来代表摄像头，然后将该设备作为AVCaptureDeviceInput对象的输入，之后创建一个AVCaptureMetadataOutput对象来获取扫描结果。将AVCaptureMetadataOutput对象的类型设置为AVMetadataObjectTypeQRCode，这样就只会扫描二维码。同时设置代理，实现扫描结果的回调。代码如下：
```
// 创建 AVCaptureSession 对象来管理输入设备和 输出设备
AVCaptureSession *session = [[AVCaptureSession alloc] init];
// 获取 AVCaptureDevice 实例来表示摄像头
AVCaptureDevice *device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
// 创建 AVCaptureDeviceInput 对象
AVCaptureDeviceInput *input = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:device error:nil];
// 将 AVCaptureDeviceInput 加到会话中
[session addInput:input];
// 创建 AVCaptureMetadataOutput 对象并将其设置为输出流
AVCaptureMetadataOutput *output = [[AVCaptureMetadataOutput alloc] init];
[session addOutput:output];
// 设置输出对象的代理，并实现代理方法
[output setMetadataObjectsDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()];
// 设置支持的二维码类型
[output setMetadataObjectTypes:@[AVMetadataObjectTypeQRCode]];
// 创建预览图层，并设置会话
AVCaptureVideoPreviewLayer *previewLayer = [AVCaptureVideoPreviewLayer layerWithSession:session];
previewLayer.videoGravity = AVLayerVideoGravityResizeAspectFill;
```
在实现代理方法中，通过扫描结果得到二维码内容：
```
- (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput didOutputMetadataObjects:(NSArray *)metadataObjects fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection {
if (metadataObjects.count > 0) {
AVMetadataMachineReadableCodeObject *metadataObject = metadataObjects.firstObject;
// 获取扫描到的字符串内容
NSString *stringValue = metadataObject.stringValue;
// 调用代理，将扫描结果传给调用者
if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(scanResult:)]) {
[self.delegate scanResult:stringValue];
}
}
}
```
2、Android实现方法
对于Android开发者，也可以利用系统自带的相机接口实现二维码的扫描功能。首先需要在gradle配置中添加zxing库依赖，如下：
```
compile 'com.google.zxing:core:3.2.1'
compile 'com.journeyapps:zxing-android-embedded:3.6.0'
```
然后创建一个CaptureManager对象来管理相机、预览和解码器等对象，之后就可以实现二维码的扫描功能了。代码如下：
```
// 创建 CaptureManager 对象
mCaptureManager = new CaptureManager(getActivity(), mBarcodeView);
mCaptureManager.initializeFromIntent(getActivity().getIntent(), savedInstanceState);
mCaptureManager.decode();
```
值得注意的是，zxing库提供了默认的扫描UI界面，如果不需要使用自定义的扫描界面，可以直接使用默认模板。
三、总结
本文介绍了二维码扫描的原理及实现方法，在实现时我们可以根据具体的需求来选择适合的实现方式，这样可以在开发中提高效率，并提供更好的使用体验。
