Python 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

001	# 使用 randint()
002	import random
003
004	# 定義 Encrypt 類別
005	class Encrypt:
006	def __init__(self):
007	self.setcode()
008
009	def setcode(self):
010	# 取得 a 、 b 值
011	a = 0
012	b = 0
013	while a % 2 == 0:
014	a = random.randint(0, 9)
015	b = random.randint(0, 9)
016
017	# 利用公式建立密碼表
018	self.code = ""
019	c = "a"
020	i = 0
021	while i < 26:
022	x = c
023	y = ord(x) * a + b
024	m = y % 26
025	self.code += chr(m + 97)
026	c = chr(ord(c) + 1)
027	i += 1
028
029	def getcode(self):
030	return self.code
031
032	# 編碼的方法
033	def toEncode(self, str):
034	# 暫存編碼結果的字串
035	result = ""
036
037	# 利用迴圈走完參數字串的所有字元
038	for c in str:
039	# 判斷該字元是否為英文小寫字母
040	# 若是英文小寫字母就進行編碼轉換
041	c1 = ord(c) >= 97
042	c2 = ord(c) <= 122
043	if c1 and c2:
044	m = ord(c) - 97
045	result += self.code[m]
046	else:
047	result += c
048
049	# 結束回傳編碼過的字串
050	return result
051
052	# 解碼的方法
053	def toDecode(self, str):
054	# 暫存解碼結果的字串
055	result = ""
056
057	i = 0
058	# 第一層迴圈逐一取得每一個字元
059	while i < len(str):
060	# 判斷該字元是否為英文小寫字母
061	# 若是英文小寫字母就進行解碼轉換
062	i1 = ord(str[i]) >= 97
063	i2 = ord(str[i]) <= 122
064	if i1 and i2:
065	j = 0
066	# 第二層迴圈尋找該字元在密碼表中
067	# 的索引值，加上 DIFF 就可轉換
068	# 回原本的字元
069	while j < len(self.code):
070	if str[i] == self.code[j]:
071	result += chr(j + 97)
072	j += 1
073	else:
074	result += str[i]
075
076	i += 1
077
078	# 結束回傳解碼過的字串
079	return result
080
081	# 測試部分
082	if __name__ == '__main__':
083	e = Encrypt()
084	print()
085	print(e.getcode())
086	s1 = "There is no spoon."
087	print("Input : " + s1)
088	s2 = e.toEncode(s1)
089	print("Encode: " + s2)
090	s3 = e.toDecode(s2)
091	print("Decode: " + s3)
092	print()
093
094	# 檔名: encrypt07.py
095	# 作者: Kaiching Chang
096	# 時間: July, 2014

toDecode() 與 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，解碼轉換則由 toDecode() 的巢狀迴圈部份來進行

057	i = 0
058	# 第一層迴圈逐一取得每一個字元
059	while i < len(str):
060	# 判斷該字元是否為英文小寫字母
061	# 若是英文小寫字母就進行解碼轉換
062	i1 = ord(str[i]) >= 97
063	i2 = ord(str[i]) <= 122
064	if i1 and i2:
065	j = 0
066	# 第二層迴圈尋找該字元在密碼表中
067	# 的索引值，加上 DIFF 就可轉換
068	# 回原本的字元
069	while j < len(self.code):
070	if str[i] == self.code[j]:
071	result += chr(j + 97)
072	j += 1
073	else:
074	result += str[i]
075
076	i += 1

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

081	# 測試部分
082	if __name__ == '__main__':
083	e = Encrypt()
084	print()
085	print(e.getcode())
086	s1 = "There is no spoon."
087	print("Input : " + s1)
088	s2 = e.toEncode(s1)
089	print("Encode: " + s2)
090	s3 = e.toDecode(s2)
091	print("Decode: " + s3)
092	print()

執行結果如下

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

解碼	decoding
編碼	encoding
字串	string
索引值	index
巢狀迴圈	nested loop
迴圈	loop
方法	method
字串	string
參數	parameter
重構	refactoring

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.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。

the end