編碼 (encoding) 需要用到轉換表格,我們利用字串 (string) 儲存這個表格,簡單說,就是利用 Unicode 排列順序,對應到表格中該位置的字元
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上圖是用了如下的表格
code = "qzirajsbktcludmvenwfoxgpyh"
我們先來想一想程式如何完成編碼工作,假設是對以下的字串 (string) 進行編碼
"There is no spoon."
首先, 'T' 不是英文小寫字母,因此跳過,然後 'h' 、 'e' 、 'r' 、 'e' 都是英文小寫字母,對照表格,需要轉換為 'b' 、 'a' 、 'n' 、 'a' ,接下來遇到一個空格字元 ' ' ,也跳過,然後 'i' 、 's' 也都是英文小寫字母,需要轉換為 'k' 、 'w' ,餘下類推。
所以需要利用一個迴圈 (loop) 進行上述編碼工作,逐一檢查字串中的每一個字元,若是屬於英文小寫字母的編碼範圍就是 Unicode 編碼 97 到 122 之間,我們先將該字元轉換為整數,然後減掉 97 就會是表格字串中對應字元索引值。
這是說,第 0 個字元(索引值為 0 ) 'T' 不在英文小寫字母編碼的範圍,因此程式不會處理,然後到第 1 個字元 'h' ,這是英文小寫字母編碼為 104 ,減去 97 之後為 7 ,對應到上面的表格會是 'b' ,因此得到的新字串第 1 個新字元就是 'b' ,餘下會一直進行重複的工作到字串結束為止。
因此,我們在 encrypt06.py 加入 toEncode() 的設計
# 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):
# 暫存編碼結果的字串
result = ""
# 利用迴圈走完參數字串的所有字元
for c in str:
# 判斷該字元是否為英文小寫字母
# 若是英文小寫字母就進行編碼轉換
c1 = ord(c) >= 97
c2 = ord(c) <= 122
if c1 and c2:
m = ord(c) - 97
result += self.code[m]
else:
result += c
# 結束回傳編碼過的字串
return result
# 解碼的方法
def toDecode(self, str):
pass
# 測試部分
if __name__ == '__main__':
e = Encrypt()
print()
print(e.getcode())
s1 = "There is no spoon."
print("Input : " + s1)
s2 = e.toEncode(s1)
print("Encode: " + s2)
print()
#《程式語言教學誌》的範例程式
# http://kaiching.org/
# 檔名:encrypt06.py
# 功能:示範利用 Python 設計 Encrypt 類別
# 作者:張凱慶 */
toEncode() 接收一個字串 str 當參數 (parameter) ,也回傳一個新字串 result , str 就是要編碼的字串,而 result 則是編碼過的字串。
進行編碼轉換的迴圈
# 利用迴圈走完參數字串的所有字元
for c in str:
# 判斷該字元是否為英文小寫字母
# 若是英文小寫字母就進行編碼轉換
c1 = ord(c) >= 97
c2 = ord(c) <= 122
if c1 and c2:
m = ord(c) - 97
result += self.code[m]
else:
result += c
這裡用 for 迴圈逐一取得 str 中每一個元素,也就是單一字元的子字串,然後判斷那一個字元是否是英文小寫字母,如果是就將該字元的 Unicode 編碼值減去 97 ,依此當密碼表的索引值,取得 code 中該索引值的字元附加到 result 的最後。
測試部分也加進了準備編碼的字串,然後印出編碼結果
# 測試部分
if __name__ == '__main__':
e = Encrypt()
print()
print(e.getcode())
s1 = "There is no spoon."
print("Input : " + s1)
s2 = e.toEncode(s1)
print("Encode: " + s2)
print()
執行結果如下
$ python encrypt06.py |
pyhqzirajsbktcludmvenwfoxg |
Input : There is no spoon. |
Encode: Tazmz jv cl vullc. |
$ |
接下來,我們繼續加入解碼的功能吧!
中英文術語對照 | |
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編碼 | encoding |
迴圈 | loop |
參數 | parameter |
字串 | string |
重點整理 |
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1. 轉換表格利用串列來儲存,每個元素都是長度為 1 的英文字母字串,可用索引值存取元素值。 |
2. 編碼時利用迴圈依序取得要編碼字串的所有字元,先判斷是否為英文小寫字母,如果是英文小寫字母就進行編碼,如果不是就直接把該字元附加到暫存變數的最後。 |
問題與討論 |
---|
1. 要怎麼判斷一個字元是英文小寫字母或大寫字母? |
2. 為什麼可以用對照表格的方式進行轉換? |
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 exercise1801.py 中,在遊戲迴圈中利用內建函數 len() 檢查使用者輸入的長度,若是長度不等於 4 就印出提示訊息進行下一輪。 |
2. 承上題,將答案 answer 改成串列,並以 "0" 到 "9" 十個字串當元素,用標準模組庫中 random 的 shuffle() 攪亂順序後取得前四個元素當遊戲答案。 |
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