程式中可能會發生的錯誤有三種,分別是語法錯誤 (syntax error) 、執行期間錯誤 (run-time error) 及語意錯誤 (semantic error)
→ compiler or interpreter
Runtime Errors
→ exception handling
Semantic Errors
→ programmer
直譯器 (interpreter) 會直接幫我們挑出語法錯誤,例如打錯識別字 (identifier) 名稱或是縮排錯誤等等。執行期間錯誤的話, Python 另有例外處理 (exception handling) 的機制,讓我們可以處理執行期間錯誤。三種錯誤中最麻煩的,就是語意錯誤了,因為有語意錯誤的程式,程式可以順利執行完畢,卻跑出錯誤的結果。
我們的 Encrypt 類別 (class) 目前正是碰到了發生語意錯誤的情況,這是說
y = a * x + b
m = y % n
r = m + diff
其中 a 與 b 若是 0 到 9 隨機整數,有些組合成立,可以得到正確結果,有些組合卻會得到錯誤的結果,這是為什麼呢?嗯,好麻煩唷!這樣就得討論好多數學,打斷我們發展程式的腳步,所以我們不打算仔細討論這背後的數學理論,我們繼續測試,直接來找出哪些組合會得到錯誤的結果吧!
要知道哪些組合可能會發生錯誤,我們就得知道 a 與 b 的值,這不難,印出來就看得到了
# 使用 randint()
import random
# 定義 Encrypt 類別
class Encrypt:
def __init__(self):
self.setcode()
def setcode(self):
# 取得 a 、 b 值
a = random.randint(0, 9)
print(a) # 印出 a
b = random.randint(0, 9)
print(b) # 印出 b
# 利用公式建立密碼表
self.code = ""
c = "a"
i = 0
while i < 26:
x = c
y = ord(x) * a + b
m = y % 26
self.code += chr(m + 97)
c = chr(ord(c) + 1)
i += 1
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:encrypt04.py
# 功能:示範利用 Python 設計 Encrypt 類別
# 作者:張凱慶 */
這裡在 setcode() 加入印出 a 、 b 值的程式碼,因為 a 、 b 是屬於 setcode() 的區域變數 (local variable) ,因此只能在 setcode() 裡使用這兩個變數 (variable) 。
來測試看看囉
$ python encrypt04.py |
4 |
9 |
hlptxbfjnrvzdhlptxbfjnrvzd |
$ |
第一次, a 為 4 , b 為 9 就出問題,再多測試幾次看看
$ python encrypt04.py |
6 |
2 |
msyekqwciouagmsyekqwciouag |
$ python encrypt04.py |
9 |
0 |
pyhqzirajsbktcludmvenwfoxg |
$ python encrypt04.py |
0 |
8 |
iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii |
$ |
跑了幾次下來,似乎 a 為偶數或 0 就會跑出不符預期的結果,那我們就把 a 改成不是偶數或 0 好了!公式修改如下
if (a % 2) != 0 {
y = a * x + b
m = y % n
r = m + diff
}
這樣我們把發展中的版本 encrypt04.py 修改為 encrypt05.py ,其中需要修改的部份只有 setcode() ,如下
# 使用 randint()
import random
# 定義 Encrypt 類別
class Encrypt:
def __init__(self):
self.setcode()
def setcode(self):
# 取得 a 、 b 值
a = 0
b = 0
while a % 2 == 0:
a = random.randint(0, 9)
b = random.randint(0, 9)
# 利用公式建立密碼表
self.code = ""
c = "a"
i = 0
while i < 26:
x = c
y = ord(x) * a + b
m = y % 26
self.code += chr(m + 97)
c = chr(ord(c) + 1)
i += 1
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:encrypt05.py
# 功能:示範利用 Python 設計 Encrypt 類別
# 作者:張凱慶 */
重新執行測試如下
$ python encrypt05.py |
zejotydinsxchmrwbglqvafkpu |
$ python encrypt05.py |
yzabcdefghijklmnopqrstuvwx |
$ python encrypt05.py |
kryfmtahovcjqxelszgnubipwd |
$ python encrypt05.py |
tuvwxyzabcdefghijklmnopqrs |
$ |
我們先把 a 與 b 的初值設為 0 ,然後以迴圈 (loop) 取得隨機的 a 、 b 值,用 a 除以 2 的餘數為 0 當作迴圈的執行條件,因此當 a 等於 0 或偶數時,迴圈就會持續進行,直到 a 不為 0 或偶數為止。肉眼檢查下,似乎只要 a 為奇數,計算出的結果就不會有問題囉!
下面我們要開始實作處理編碼的部分,也就是實作 toEncode() 方法 (method) 。
中英文術語對照 | |
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類別 | class |
例外處理 | exception handling |
識別字 | identifier |
直譯器 | interpreter |
區域變數 | local variable |
迴圈 | loop |
方法 | method |
執行期間錯誤 | run-time error |
語意錯誤 | semantic error |
語法錯誤 | syntax error |
變數 | variable |
重點整理 |
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1. 程式中可能會發生語法錯誤、執行期間錯誤或語意錯誤,編譯器會直接挑出語法錯誤,而執行期間錯誤可用例外處理機制來防範。 |
2. 發生語意錯誤的程式可順利執行跑出結果,可是結果不符合預期。 |
3. Encrypt 的數學公式經過再三的測試檢驗,發現問題出在 a 為 0 或偶數的情況,因此要避免 a 為 0 或偶數。 |
問題與討論 |
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1. 什麼是語法錯誤?試舉出語法錯誤的五個例子。 |
2. 什麼是執行期間錯誤?想一想有哪些情況會發生執行期間錯誤?又要怎麼樣防範呢? |
3. 為什麼語意錯誤最麻煩呢? |
4. 我們是用什麼方式找出數學公式的錯誤呢? |
練習 |
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1. 承接上一個單元的猜數字遊戲,將新程式寫在 exercise1701.py 中,在遊戲迴圈中用變數 times 計算使用者猜測的次數,並在遊戲結束時印出 times 。 |
2. 承上題,將新程式寫在 exercise1702.py 中,設計一個檢查使用者輸入是否有重複數字的 find_number() 函數,結果回傳布林值。 |
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