大家好，我是科技一杆枪。现在互联网和手机市场的普及和扩展，手机移动支付也变成了大家最常用的工具之一。如今出门已经不需要带现金了，只要有一部智能手机，比如苹果手机、华为手机、小米手机都可以随时随地消费，我们发现在支付时使用的都是二维码，这个二维码是有时效性的，过时即废。

那有的人就担心，二维码如何记录信息的呢？它会不会用光？用光后怎么办？下面，我就二维码的原理和作用进行详细的讲解，然后再帮大家仔细算一算，到底我们每天要用多少个二维码，又在什么时候会用光呢。

二维码其实有很多种，包括Data Matrix、MaxiCode、Aztec、QR Code、PDF417、Vericode、Ultracode、Code 49、Code 16K等，不同的二维码制式，在不同的领域有着不同的应用。

我们现在常用的二维码是矩阵QR Code，也就是Quick Response快速响应矩阵图码。下面就围绕QR Code先来说下二维码是如何产生的，以便我们去计算二维码的全部数量。

二维码使用黑点和白点在一个平面上组成具有独立特征的一个正方形图案，所以它在横向和纵向上都可以记录信息。这个看似杂乱无章的“印章”就记载了我们输入的信息，不同的排列规律就代表着不同的信息。

二维码的原理也是二进制运算，和计算机内部编码“0”和“1”的概念一样，所有的语言都能用0和1来表达出来，二维码使用与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，我们可以将白色格子看成0，黑色格子看成1，这样就组成一个横向和纵向都进行过编码的二维码了。

二维码支持多种编码格式，下表是各个编码格式的“编号”，这张表会写在二维码的格式信息当中。注：中文是1101。

根据上面所讲的二维码的产生原理，我们可以简单的理解二维码是一个单边具有一定格数的正方形矩阵。这个矩阵内里面内包含了很多信息，主要有：功能性数据（如版本信息、格式信息）、

定位图案（定位标志、定时标志、校正标志），剩下的就是数据码及容错码及静态区域。

从上面图中可以看出，一个二维码包含的信息密度是很大的。

二维码的上一代是Bar Code，也就是传统的条形码。那相对来说，二维码火起来的优势在哪呢？

一是因为条形码储存的信息量较少，只有一个方向来表示信息，而二维码的数据量比条形码大得多，在横向和纵向都可以进行信息表达，而占用面积又比条形码小很多。

二是条形码数据容量小，只能用数字和字母组成，而二维码可以存储文字、数值和图片等信息，编码范围广，所以二维码的应用领域要广得多。

三是条形码局部破损后就没法再读取出数据，而二维码抗破损能力强，更加持久、耐用和可靠。

我们可以把二维码看成一个L*L的矩阵，L代表这个矩阵的边长格数，那么这样一个矩阵就是有大有小的。根据L值得不同就有不同的矩阵大小，我们称它为Version（版本）。二维码一共有40个版本：Version 1是21 x 21的矩阵，Version 2是 25 x 25的矩阵，Version 3是 29 x 29 的矩阵。每增加一个版本，矩阵就会增加4的尺寸，总结公式是：

(V-1)*4 + 21（V是版本号）

我们可以算出最高Version 40，代入得(40-1)*4+21 = 177，所以最大的二维码矩阵就是177 x 177 的正方形。

我们平时使用的都是哪个版本呢？还不太一样，比如微信的个人名片就是37×37的，支付宝的支付二维码相对来说就小一点，是25×25的。

我们就拿25X25的来计算，到底能组成多少种二维码呢？因为二维码有用来定位标志的的固定区域，这部分不能动，我们去除后还剩下478个小格子，那么在理论上就能够组成 2^478种不同的二维码。这是什么数量级呢？各位数一下看看，没法数对不对。

这还仅仅是25X25的Version 2的二维码数量，而目前的二维码共有40个版本，最高的版本矩阵达到了177X177，那二维码数量简直是天文数字。

但可能还是有朋友对上面的数字级别没有概念，还想追问这么多二维码到底够不够用？那我们首先要知道哪些场景需要消耗二维码，这样才能测算我们每天消耗二维码的数量。

我总结了大致有以下几类应用场景：

1. 手机付款码。这是消耗二维码最多的地方，是一个动态的二维码，有一定的时效性，过期就失效，需要刷新生成新的二维码。

2. 信息获取。这一类是指扫码进入目标网址，包括跳转到微博链接、淘宝商品页、推送的广告、优惠券等其他网址。

3. 名片管理。这是一些用户注册的账号，生成的专属二维码，很多是不变的静态码，比如商家收款码，支付宝名片，其它平台的会员名片等。

4. 二维验证码。这是指我们登录一些平台时需要用手机扫描页面二维码，再在手机上确认登录的操作。

我们日常使用的很多二维码的应用场景都可以归类到上面4种。

再来看我们消耗二维码的速度大概是什么水平，由于静态的二维码不会变化，占比不多，我们主要分析动态使用的二维码数量。

拿我们中国来说，中国的网民数量大概是8.5亿人，而使用移动支付的人数大约占全部网民的8/10，也就是8.5X0.8=6.8亿人。我们每个人每天消耗几个二维码呢？比如我每天至少一个，偶尔会出现一天四五次的支付情况，那么平均下来每天就算2个。如果以我作为平均数，那仅中国每天就要消耗二维码6.8X3=20.4亿个。

全球人口共78亿，全球网民数量约44亿，其中亚洲网民的数量占了全球将近一半。考虑到国外的移动支付并没有中国这么普及，我们再取一个弱化系数0.7，则国外使用二维码支付的人数为（44-8.5）X0.7=24.85亿人，那么全球每天总共消耗的二维码数量为：（24.85+6.8）X2=63.3亿个。由此可见，我们人类每天消耗的二维码数量也是非常巨大的数字，超过63亿。

算到这里我觉得数量级还不够，我们假设一个存在使用上限的情况：全球78亿人，人人都用二维码支付，每天消耗10个，那么全球每天总共消耗的二维码数量为：78X10=780亿个。当然，这是很夸张的数值了。

算了这么多，到底是什么概念呢？在进行最后一步计算前，先来反算达到一亿的数值需要2的多少次方，根据对数公式：

log2(100000000)=8/lg2≈26.6

所以，2的27次方就会超过1亿。

那么我们以全球每天消耗780亿个来算，不会超过2的37次方，而目前40个版本的二维码数量为2^（177X177）=2^31329，可以使用：（2^31329）/（2^37）=2^31292天，这是多少天呢？我们换算成年：2^31292/365=2^31273年。

根据科学家的推测宇宙剩余寿命最少 1400 亿年，即使假设地球上的人每秒用一个二维码，70 多亿人也需要 3×10^126 年，可以说是用到宇宙毁灭也用不完。由此可见，当前二维码数量虽然是有限的，但是是用不完的。

总结就是，二维码数量可以计算出来，但是用不完；再者，现在的40个版本也是可以扩容的，那么至于未来的支付方式谁能说得准会变成什么样子呢。所以说，我们丝毫不要有这种担忧，放心的去用，去享受生活的便利吧。