類別 (class) 為 Python 開發軟體 (software) 的要角，因為類別用來設計物件 (object) ，軟體的實際運作則是藉由物件與物件的互動。我們接下來進入實際開發軟體的階段，到 GUI 篇會發展出一個 GUI 軟體，而在 Django 篇會把發展出的 Encrypt 類別應用在網站 App 中

我們打算發展的一個替英文句子編密碼的軟體，主要功能是做小寫字母的替換，例如 "There is no spoon." 可能變成以下任一個

Tfqdq ki jo itooj.
Tcnan hf gl fqllg.
Tczmz dn ij nkjji.
Tgfsf pb ir barri.
Tdcpc my fo yxoof.

首先，我們要發展 Encrypt 類別，主要功能是建立一個英文小寫字母的對換表格，藉由這個表格，我們可以將英文句子中的小寫英文字母進行對換，然後開發圖形使用者介面 (graphical user interface) 的 EncryptGUI 類別。

GUI 的外觀如下圖

我們的 GUI 設計採用標準程式庫 (standard library) 的 Tk ，主要原因是 Tk 直建內建在 Python 官方直譯器 (interpreter) 中，無須額外整合第三方程式庫 (third party library) 。

有兩個可供輸入的文字欄位 (text field) ，其中一個我們作為輸出的顯示訊息之用，另有三個標籤 (label) ，顯示文字的提示訊息，七個按鈕 (button) ，提供 新建 、 開啟 、 儲存 Encrypt 物件，與 編碼 、 解碼 所輸入的英文句子， 清除 所有輸入欄位，以及 拷貝 輸出結果等的功能。

最後在 Django 篇，改成直接在網頁輸入英文句子，然後顯示編碼結果，輸入網頁如下

Django 為第三方程式庫，安裝好 Python 官方直譯器後，可以用 pip 指令下載安裝 Django 。

現在我們先來看看所有功能的核心，也就是 Encrypt 類別，我們的目的是，建立一個小寫英文字母的轉換表格，然後編碼、解碼都可直接依據這個表格。我們打算用下面的數學公式建立表格

y = a * x + b
m = y % n
r = m + diff

這裡的概念是利用字元的 Unicode 編碼順序，假設 x 為字元的原始編碼， Unicode 編碼中 'a' 為 97 ，然後將 x 乘上變數 (variable) a ， 再加上變數 b ，假設兩者均是 0 到 9 的隨機整數，這樣便得到 y 的值。

然後將 y 除以 n 取得餘數 m ， n 為所要轉換的字元數量，英文小寫字母共有 26 個，所以這裡 n 等於 26 ，因此 m 等於 0 到 25 之間的整數值。最後將 m 加上 diff ， diff 也就是編碼系統的差值，由於 Unicode 中 'a' 為 97 ，所以這裡 diff 要以 97 代入。

因此，餘數 0 的字元會替換成 'a' ，餘數 1 的字元會被替換成 'b' ，餘數 2 的字元會被替換成 'c' ，餘下 23 個字元類推。這樣的計算需要進行 n 次，也就是 26 次，我們最後得到一組餘數與相對應字元的表格，這就是我們需要的表格了。

重複 n 次，我們需要一個迴圈 (loop) ，由於重複次數確定，因此 while 迴圈 (while loop) 就可以了，那我們要用什麼東西來儲存這個表格呢？ Python 有很多內建的資料結構 (data structure) ，可以依資料特性有效率的處理資料，這裡，我們利用字串 (string) 就可以了。

字串就像是不可變的 (immutable) 串列 (list) ，這意思是說，字串可像串列用索引值存取裡頭的元素 (element) ，也就是長度為 1 的子字串，索引值恰巧是從 0 開始，這也完全符合我們計算餘數從 0 開始的需求。

我們先寫個開發規格的版本，如下

# 定義 Encrypt 類別 
class Encrypt:
  def __init__(self):
    self.setcode()
    
  def setcode(self):
    self.code = "code"
    
  def getcode(self):
    return self.code
    
  # 編碼的方法
  def toEncode(self, str):
    pass
    
  # 解碼的方法
  def toDecode(self, str):
    pass
    
# 測試部分
if __name__ == '__main__':
  e = Encrypt()
  print()
  print(e.getcode())
  print()
  
#《程式語言教學誌》的範例程式
# http://kaiching.org/
# 檔名：encrypt01.py
# 功能：示範利用 Python 設計 Encrypt 類別
# 作者：張凱慶 */

Encrypt 的 __init__() 就是呼叫 setcode()

def __init__(self):
  self.setcode()

密碼表預計儲存在 code 屬性，這裡 setcode() 先簡單指派 "code" 字串給 code

def setcode(self):
  self.code = "code"

另外用 getcode() 回傳 code 屬性

def getcode(self):
  return self.code

負責編碼與解碼的 toEncode() 與 toDecode() 方法則是先寫出來，關鍵字 (keyword) pass 表示什麼事都不做的陳述 (statement)

# 編碼的方法
def toEncode(self, str):
  pass
  
# 解碼的方法 
def toDecode(self, str):
  pass

encrypt01.py 為 Encrypt 類別基本的規格，接下來我們把公式放進 setcode() ，來建立實際的密碼表囉！

相關教學影片

• 第六堂課導覽 ⇨ YouTube 頁面連結
• 什麼是軟體規格與專案開發？ ⇨ YouTube 頁面連結
• 利用 Python 開發 Encrypt 類別 ⇨ YouTube 頁面連結