編碼 (encoding) 需要用到轉換表格，我們利用陣列 (array) 儲存這個表格，簡單說，就是利用 ASCII 排列順序，對應到表格中該位置的字元
上圖是用了如下的表格
| code_array = "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 (character) ，若是屬於英文小寫字母的編碼範圍就是 ASCII 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，我們對 ToEncode() 的設計如下
| 055 | // 進行編碼工作的成員函數 |
| 056 | string Encrypt::ToEncode(string s) { |
| 057 | // 由參數字串取得字元的暫存變數 |
| 058 | char c; |
| 059 | // 暫存編碼結果的字串 |
| 060 | string r; |
| 061 | int i, m; |
| 062 | // 利用迴圈走完參數字串的所有字元 |
| 063 | for (i = 0; i < s.size(); i++) { |
| 064 | // 判斷該字元是否為英文小寫字母 |
| 065 | // 若是英文小寫字母就進行編碼轉換 |
| 066 | if (s.at(i) >= DIFF && s.at(i) < DIFF + N) { |
| 067 | c = s.at(i); |
| 068 | m = c - 97; |
| 069 | r += get_code_array().at(m); |
| 070 | } |
| 071 | else { |
| 072 | r += s.at(i); |
| 073 | } |
| 074 | } |
| 075 | |
| 076 | // 結束回傳編碼過的字串 |
| 077 | return r; |
| 078 | } |
ToEncode() 接收一個字串 s 當參數 (parameter) ，也回傳一個新字串 r ， s 就是要編碼的字串，而 r 則是編碼過的字串。
進行編碼轉換的迴圈
| 062 | // 利用迴圈走完參數字串的所有字元 |
| 063 | for (i = 0; i < s.size(); i++) { |
| 064 | // 判斷該字元是否為英文小寫字母 |
| 065 | // 若是英文小寫字母就進行編碼轉換 |
| 066 | if (s.at(i) >= DIFF && s.at(i) < DIFF + N) { |
| 067 | c = s.at(i); |
| 068 | m = c - 97; |
| 069 | r += get_code_array().at(m); |
| 070 | } |
| 071 | else { |
| 072 | r += s.at(i); |
| 073 | } |
| 074 | } |
字串的成員函數 (member function) size() 回傳字串長度，也就是字串中所有字元的總數，迴圈的控制變數 i 最大不超過 s.size() ，因為字串索引從 0 開始，最後一個元素的索引為 s.size() - 1 。字串的另一個成員函數 at() 則是可以取得該索引值的元素，也就是字元。
留意這一行
| 069 | r += get_code_array().at(m); |
由於字串的加號運算子 (operator) + 被多載 (overload) 過，因此可以直接把字串或字元直接跟字串相加。這裡我們最初建立空字串變數 r ，最後得到的結果同樣為變數 r ，也回傳 r 。我們用的技巧是把字串的變數重新指向自己，因此這裡是用 += 運算子。
道理很簡單，因為 r += get_code_array().at(m) 會得到一個新字串，我們將 r 重新當成這個新字串的變數，因此 r 最初是空字串，進入這個迴圈後，無論 get_code_array().at(m) 或是 s.at(i) 都會加進 r 的最後，這時候產生的新字串會重新指派給 r 。
這裡只增加一個 ToEncode() ，完整的實作檔案可以參考「範例程式碼」的 encrypt.cpp 。
我們在下面的 encrypt_demo02.cpp 加入編碼的測試
| 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 | // 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 | return 0; |
| 030 | } |
| 031 | |
| 032 | /* encrypt_demo02.cpp |
| 033 | Kaiching Chang |
| 034 | 2014-5 */ |
編譯後執行，結果如下
接下來，我們繼續加入解碼的功能吧！
中英文術語對照
| 編碼 | encoding |
| 陣列 | array |
| 字串 | string |
| 迴圈 | loop |
| 字元 | character |
| 參數 | parameter |
| 成員函數 | member function |
| 運算子 | operator |
| 多載 | overload |
重點整理
- 轉換表格利用字串來儲存，字串具有字元陣列的特性，可用索引值存取元素值。
- 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。
- 加號運算子在字串型態被多載過，可用於字串連結並且重新指派。
問題與討論
- 要怎麼判斷一個字元是英文小寫字母或大寫字母？
- 多載的意義是什麼？為什麼運算子可以多載？
練習
- 承接上一個單元的猜數字遊戲，將新程式寫在 exercise1801.cpp 中，替 ABCounter() 加入整數參數 length 取代數字 4 。
- 承上題，利用標準程式庫 cstdlib 的 rand() 及 srand() 設計 RandomNumber() 函數，這個新函數取得隨機的四位數當成遊戲答案，將新程式寫在 exercise1802.cpp 中
- 承上題，設計另一個 FindNumber() 函數檢查是否有重複的數字，將新程式寫在 exercise1803.cpp ，使 RandomNumber() 產生的四位數中，四個數字均不重複。
the end
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