C++ 入門指南 V2.00 - 單元 15 - 實作 set_code_array()

set_code_array() 的工作就是建立密碼表，我們需要的密碼表就是一個攪亂順序的英文字母表

先來溫習一下用來編碼的數學公式

y = a * x + b

m = y % n

r = m + diff

a 與 b 預定是 0 到 9 之間的隨機整數，要取得隨機整數的話，標準程式庫 (standard library) 有程式可用，倒是現在先不用急著一次到位，我們先把 a 設定成 3 ， b 設定成 5 測試看看好了，如此 set_code_array() 的實作如下

	// 設定 code_array 的 setter 成員函數
	void Encrypt::set_code_array() {
	// 設定 a 、 b 值
	int a = 3;
	int b = 5;
	// 利用公式建立密碼表字串
	int x, y, m;
	char c = 'a';
	string s;
	int i;
	for (i = 0; i < 26; i++) {
	x = c;
	y = x * a + b;
	m = y % 26;
	s += m + 97;
	c++;
	}
	// 將建立好的密碼表直接設定給成員變數
	code_array = s;
	}

因為英文字母表的小寫字母共有 26 個，因此公式用迴圈 (loop) 跑了 26 次

	for (i = 0; i < 26; i++) {
	x = c;
	y = x * a + b;
	m = y % 26;
	s += m + 97;
	c++;
	}

我們多用了除了公式外的兩個變數 (variable) c 與 s ，變數 c 為起始字元 (character) ，初值設定成英文字母表的第一個字母 'a' ， s 則是宣告為字串 (string) ，這裡並沒有直接拿變數 c 進行計算，而是把變數 c 的值指派給整數型態的 x

x = c;

會這樣做的原因很簡單，因為需要一個變數表示目前處理的字元，而字元型態的變數可以如同整數型態進行加減乘除，因此迴圈的最後利用遞增將變數 c 轉移到下一個字元，例如迴圈從 'a' 開始，第二個處理的字元為 'b' ，第三個為 'c' ，以此類推

c++;

由於 C++ 的字元型態其實就是範圍較小的整數，因此也可以直接將迴圈的控制變數 i 設定為 97 ，讓 i 依次遞增到 97 + 26 為止。

迴圈跑完，最後就是把 s 設定給 code_array

	// 將建立好的密碼表直接設定給成員變數
	code_array = s;

建構函數 Encrypt() 就是呼叫 set_code_array() 設定 code_array ，另外 get_code_array() 也就是回傳 code_array ，目前的實作版本如下

001	// 引入 Encrypt 類別的標頭檔
002	#include "encrypt01.h"
003
004	// Encrypt 的建構函數
005	Encrypt::Encrypt() {
006	// 呼叫 setter 設定 code_array
007	set_code_array();
008	}
009
010	// 設定 code_array 的 setter 成員函數
011	void Encrypt::set_code_array() {
012	// 設定 a 、 b 值
013	int a = 3;
014	int b = 5;
015
016	// 利用公式建立密碼表字串
017	int x, y, m;
018	char c = 'a';
019	string s;
020	int i;
021	for (i = 0; i < 26; i++) {
022	x = c;
023	y = x * a + b;
024	m = y % 26;
025	s += m + 97;
026	c++;
027	}
028
029	// 將建立好的密碼表直接設定給成員變數
030	code_array = s;
031	}
032
033	// 回傳密碼表字串的 getter 成員函數
034	string Encrypt::get_code_array() {
035	return code_array;
036	}
037
038	/* encrypt01.cpp
039	Kaiching Chang
040	2014-5 */

我們用另外一個程式來測試目前的版本吧！因為 ToEncode() 跟 ToDecode() 都還沒實作，所以就印出密碼表來看看就好了

001	// 引入標準程式庫中的 iostream
002	#include <iostream>
003	// 引入 Encrypt 類別的標頭檔
004	#include "encrypt01.h"
005
006	// 使用 std 中的兩個名稱
007	using std::cout; // 標準輸出串流的物件
008	using std::endl; // 新行符號，等於 '\n'
009
010	// 程式執行的 main() 函數
011	int main() {
012	// 印出空白一行
013	cout << endl;
014
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	return 0;
022	}
023
024	/* encrypt_demo01.cpp
025	Kaiching Chang
026	2014-5 */

編譯執行，結果如下

結果如預期，一個英文小寫字母恰恰好對應到另外一個英文小寫字母，這樣我們的公式就 ok 了嗎？a 等於 3 跟 b 等於 5 是沒問題的，可是我們希望 a 與 b 可以是 0 到 9 之間的任意整數，這樣就有 100 種組合說，所以我們接下來要繼續測試，看看是不是每一種組合都 ok 囉！

中英文術語對照

標準程式庫	standard library
迴圈	loop
變數	variable
字元	character
字串	string

重點整理

1. 實作 set_code_array() 是先將公式中的 a 設成 3 ， b 設成 5 ，然後用迴圈利用兩個控制變數 i 與 c 逐一計算每個字元。
2. 字元型態就是範圍較小的整數，因此可直接進行算術運算。
3. 計算完的整數直接與字串進行運算，加號在字串類別重載過，因此可把轉換成字元的整數附加到字串的最後。

問題與討論

1. 為什麼不把建立對換表格直接寫在建構函數裡就好了？
2. 為什麼字串變數用 += 可以把字元附加到字串物件的最後？

練習

1. 承接上一個單元的猜數字遊戲，另寫一個程式 exercise1501.cpp ，接受使用者輸入，加入判斷使用者是否猜對的邏輯及提示訊息。
2. 承上題，另寫一個程式 exercise1502.cpp ，將 answer 與使用者輸入都轉換成整數陣列，並將判斷的邏輯改成比較陣列元素。
3. 重構是指不改變軟體功能，而將程式碼重新整理成易讀、好整理的概念。試著重構猜數字遊戲的 exercise1502.cpp ，將新程式寫在 exercise1503.cpp 中，把整數拆成陣列的部份改寫到函數 ArrayNumber() 中，小提醒，陣列識別字等同指標，因此可以直接傳遞陣列給函數，初始化陣列元素。

the end