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C++ 入門指南 V2.00 - 單元 19 - 解碼




解碼 (decoding) 需要用到與編碼相同的轉換表格



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陣列 (array) ,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'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成員函數 (member function) ToDecode() ,如下


080 // 進行解碼工作的成員函數
081 string Encrypt::ToDecode(string s) {
082    // 暫存解碼結果的字串
083    string r;
084    int i, j;
085    // 第一層迴圈逐一取得每一個字元
086    for (i = 0; i < s.size(); i++) {
087       // 判斷該字元是否為英文小寫字母
088       // 若是英文小寫字母就進行解碼轉換
089       if (s.at(i) >= DIFF && s.at(i) < DIFF + N) {
090          // 第二層迴圈尋找該字元在密碼表中的索引值
091          // 該索引值加上 DIFF 就可轉換回原本的字元
092          for (j = 0; j < N; j++) {
093             if (s.at(i) == get_code_array().at(j)) {
094                r += (char) j + DIFF;
095                break;
096             }
097          }
098       }
099       else {
100          r += s.at(i);
101       }
102    }
103
104    // 結束回傳解碼過的字串
105    return r;
106 }

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。

ToDecode()ToEncode() 相似,同樣需要一個字串 (string) 當參數 (parameter) ,結果也回傳一個字串。


解碼轉換由巢狀迴圈的部份來進行


085 // 第一層迴圈逐一取得每一個字元
086 for (i = 0; i < s.size(); i++) {
087    // 判斷該字元是否為英文小寫字母
088    // 若是英文小寫字母就進行解碼轉換
089    if (s.at(i) >= DIFF && s.at(i) < DIFF + N) {
090       // 第二層迴圈尋找該字元在密碼表中的索引值
091       // 該索引值加上 DIFF 就可轉換回原本的字元
092       for (j = 0; j < N; j++) {
093          if (s.at(i) == get_code_array().at(j)) {
094             r += (char) j + DIFF;
095             break;
096          }
097       }
098    }
099    else {
100       r += s.at(i);
101    }
102 }

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,就會啟動另一個迴圈找出表格中對應的索引值出來,相反地,如果該字元不是英文小寫字母,控制變數 i 就會自動遞增,然後判斷下一個字元。


注意,這個巢狀迴圈用了兩個 for 、兩個 if ,依順序 forifforif ,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。


這裡只增加一個 ToDecode() ,完整的實作檔案可以參考「範例程式碼」的 encrypt.cpp

Encrypt 類別到這邊大致已開發完成,我們用下面的 encrypt_demo.cpp 來測試囉


001 // 引入標準程式庫中的 iostream
002 #include <iostream>
003
004 // 使用 std 中的兩個名稱
005 using std::cout// 標準輸出串流的物件
006 using std::endl// 新行符號,等於 '\n'
007
008 // 引入 Encrypt 類別的標頭檔 
009 #include "encrypt.h"
010  
011 // 程式執行的 main() 函數
012 int main() {
013    // 印出空白一行
014    cout << endl;
015    // 建立 Encrypt 物件
016    Encrypt encryptor;
017    // 印出密碼表字串
018    cout << encryptor.get_code_array() 
019         << endl << endl ;
020
021    // 印出準備編碼的字串
022    string d = "There is no spoon.";
023    cout << d << endl;
024
025    // 將字串編碼,然後印出編碼結果
026    string r1 = encryptor.ToEncode(d);
027    cout << r1 << endl << endl;
028
029    // 重新解碼碼,然後印出解碼結果
030    string r2 = encryptor.ToDecode(r1);
031    cout << r2 << endl << endl;
032
033    return 0;
034 }
035
036 /* encrypt_demo.cpp 
037    Kaiching Chang 
038    2014-5 */

編譯執行,結果如下



編碼與解碼的結果都正確無誤, Encrypt 類別的發展已經大體完備,不過有個編譯器不會特別提醒的小問題,我們需要稍微倒帶一下,重新檢視 set_code_array()


中英文術語對照


解碼 decoding
編碼 encoding
陣列 array
索引值 index
巢狀迴圈 nested loop
迴圈 loop
成員函數 member function
字串 string
參數 parameter

重點整理


  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


  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


  1. 承接上一個單元的猜數字遊戲,將新程式寫在 exercise1901.cpp 中,修正第一位數可能為 0 的情況。
  2. 承上題,將新程式寫在 exercise1902.cpp 中,修正使用者輸入的四位數含有相同數字的情況。
  3. 承上題,將新程式寫在 exercise1903.cpp 中,修正使用者不是輸入四位數的情況。

the end

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