将一维数据编码为正方形二维图像的实践指南

int dataLength = bytes.length; // 原始数据（字节数组）的长度
int sideLength = (int) Math.ceil(Math.sqrt(dataLength));
// sideLength 即为正方形图像的宽度和高度

import java.awt.Color;
import java.awt.image.BufferedImage;

public class SquareImageEncoder {

    /**
     * 将一个字节编码为一个灰度颜色。
     * 为了确保字节值（-128到127）映射到有效的RGB范围（0-255），
     * 我们加上128进行偏移。
     *
     * @param byt 要编码的字节
     * @return 对应的Color对象
     */
    public static Color encodeByteToColor(byte byt) {
        // 字节值范围为-128到127，加上128使其范围变为0到255
        int grayValue = byt + 128;
        return new Color(grayValue, grayValue, grayValue);
    }

    /**
     * 将一个字符串编码为一个正方形的BufferedImage。
     * 每个字节被映射为图像中的一个像素。
     *
     * @param str 要编码的字符串
     * @return 编码后的正方形BufferedImage
     */
    public static BufferedImage encodeStringToSquareImage(String str) {
        // 1. 将字符串转换为字节数组
        byte[] bytes = str.getBytes();
        int dataLength = bytes.length;

        // 2. 计算正方形图像的边长
        // 使用Math.ceil确保即使不是完美的平方数也能容纳所有数据
        int sideLength = (int) Math.ceil(Math.sqrt(dataLength));

        // 3. 创建BufferedImage实例
        // 类型为TYPE_INT_ARGB，支持透明度
        BufferedImage img = new BufferedImage(sideLength, sideLength, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);

        // 4. 遍历字节数组，将每个字节映射到图像的像素
        for (int index = 0; index < dataLength; index++) {
            // 计算当前字节对应像素的二维坐标 (x, y)
            int x = index % sideLength;
            int y = index / sideLength; // 整数除法自动向下取整

            // 获取字节对应的颜色
            Color pixelColor = encodeByteToColor(bytes[index]);

            // 设置图像的像素颜色
            img.setRGB(x, y, pixelColor.getRGB());
        }

        return img;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String testString = "Hello, World! This is a test string to be encoded into a square image.";
        BufferedImage squareImage = encodeStringToSquareImage(testString);

        System.out.println("原始字符串长度 (字节数): " + testString.getBytes().length);
        System.out.println("生成图像的宽度: " + squareImage.getWidth());
        System.out.println("生成图像的高度: " + squareImage.getHeight());

        // 可以将图像保存到文件或显示
        // try {
        //     File outputfile = new File("encoded_square_image.png");
        //     ImageIO.write(squareImage, "png", outputfile);
        //     System.out.println("图像已保存到: " + outputfile.getAbsolutePath());
        // } catch (IOException e) {
        //     e.printStackTrace();
        // }
    }
}