解碼 (decoding) 需要用到與編碼相同的轉換表格
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所謂的解碼也就是將編碼 (encoding) 過的小寫英文字母回覆成原來的英文小寫字母,由上圖可以看出,我們儲存表格所用的字串 (string) ,恰巧依索引值 (index) 可推回原來的英文小寫字母,這是說,索引值 0 為 'q' ,所以是將原本的 'a' 變成 'q' ,因此,解碼就是依索引值重新加上 diff 即可。
實際上我們需要用到巢狀迴圈 (nested loop) ,也就是在迴圈 (loop) 中有其他的迴圈,對單一英文句子而言,我們需要一個迴圈判斷每個字元是否為英文小寫字母,若是英文小寫字母,我們就需要另一個迴圈找出對應的索引值。由這樣的概念設計的解碼方法 (method) toDecode() ,加進 encrypt07.py 中,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
# 第一層迴圈逐一取得每一個字元
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):
# 暫存解碼結果的字串
result = ""
i = 0
# 第一層迴圈逐一取得每一個字元
while i < len(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解碼轉換
i1 = ord(str[i]) >= 97
i2 = ord(str[i]) <= 122
if i1 and i2:
j = 0
# 第二層迴圈尋找該字元在密碼表中
# 的索引值,加上 DIFF 就可轉換
# 回原本的字元
while j < len(self.code):
if str[i] == self.code[j]:
result += chr(j + 97)
j += 1
else:
result += str[i]
i += 1
# 結束回傳解碼過的字串
return result
# 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)
s3 = e.toDecode(s2)
print("Decode: " + s3)
print()
#《程式語言教學誌》的範例程式
# http://kaiching.org/
# 檔名:encrypt07.py
# 功能:示範利用 Python 設計 Encrypt 類別
# 作者:張凱慶 */
巢狀迴圈是迴圈中包含另一個迴圈,由於我們利用縮排的方式編輯程式碼,看起來內層迴圈像是凹陷進去的巢,故稱之為巢狀迴圈。
第一層迴圈,也就是外層迴圈會依序取得英文句子的每個字元,然後判斷是否為英文小寫字母,如果該字元是英文小寫字母,就會啟動第二層迴圈找出表格中對應的索引值出來。控制變數 i 在最後會遞增,接著判斷下一個字元。
注意,這個巢狀迴圈用了兩個 while 、兩個 if ,依順序 while 、 if 、 while 、 if ,這是我們打算讓程式執行的順序,若是沒有依照這樣的順序,程式可能會跑出無法預期的結果。
Encrypt 類別到這邊大致已開發完成,最後的測試部分也加入了解碼的相關程式碼
# 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)
s3 = e.toDecode(s2)
print("Decode: " + s3)
print()
執行結果如下
$ python encrypt07.py |
wfoxgpyhqzirajsbktcludmven |
Input : There is no spoon. |
Encode: Thgtg qc js cbssj. |
Decode: There is no spoon. |
$ |
結果如預期,下面我們進入 GUI 之前先岔開討論一個問題,就是我們程式雖然順利跑出結果,可是一點也不 Python 說,因此我們要先來重構 (refactoring) 程式碼。
中英文術語對照 | |
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解碼 | decoding |
編碼 | encoding |
索引值 | index |
迴圈 | loop |
方法 | method |
巢狀迴圈 | nested loop |
參數 | parameter |
重構 | refactoring |
字串 | string |
重點整理 |
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1. 解碼與編碼用到相同的轉換表格,因為索引值 0 等於 'a' ,索引值 1 等於 'b' ,餘下可類推。 |
2. 巢狀迴圈是指迴圈中有其他迴圈,因為用縮排的方式編排程式碼,凹陷下去的地方看起來像鳥巢,故有此名。 |
3. 解碼利用巢狀迴圈進行,第一層迴圈逐一取得每一個字元,第二層迴圈尋找該字元在密碼表中的索引值。 |
問題與討論 |
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1. 為什麼編碼跟解碼可以用一樣的轉換表格? |
2. 可以不用巢狀迴圈來解碼嗎? |
3. 巢狀迴圈可以用一樣名稱的控制變數嗎? |
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 exercise1901.py 中,修正第一位數可能為 0 的情況。 |
2. 承上題,將猜數字遊戲改用類別 GuessGame 設計,答案用 answer 屬性儲存,另外設置 times 、 a 、 b 等屬性,把設定以上屬性的程式內容放在 set_game() 方法裡。 |
相關教學影片