凯撒的密码加密算法

Question

Caesar的密码是最简单的加密算法。它为文本的每个字符的ASCII（unicode）值添加固定值。换句话说，它会改变角色。解密文本只是将其向后移动相同的量，即从字符中减去相同的值。

我的任务是编写一个函数：

• 接受两个参数：第一个是要加密的字符向量，第二个是移位量。
• 返回一个输出，即加密文本。
• 需要使用从空间到~的所有可见ASCII字符（ASCII代码为32到126）。如果移位的代码超出此范围，它应该环绕。例如，如果我们通过~移动1，结果应该是空格。如果我们通过-1移动空间，结果应该是~。

这是我的MATLAB代码：

function [coded] = caesar(input_text, shift)
x = double(input_text); %converts char symbols to double format
for ii = 1:length(x) %go through each element
    if (x(ii) + shift > 126) & (mod(x(ii) + shift, 127) < 32)
        x(ii) = mod(x(ii) + shift, 127) + 32; %if the symbol + shift > 126, I make it 32
    elseif (x(ii) + shift > 126) & (mod(x(ii) + shift, 127) >= 32)
        x(ii) = mod(x(ii) + shift, 127);
    elseif (x(ii) + shift < 32) & (126 + (x(ii) + shift - 32 + 1) >= 32)
        x(ii) = 126 + (x(ii) + shift - 32 + 1);
    elseif (x(ii) + shift < 32) & (126 + (x(ii) + shift - 32 + 1) < 32)
        x(ii) = abs(x(ii) - 32 + shift - 32);
    else x(ii) = x(ii) + shift;
    end
end
     coded = char(x); % converts double format back to char
end

我似乎无法正确进行包装转换（例如，从31到126,30到125,127到32等）。我应该如何更改我的代码呢？

Answer 1

在你开始编写这样的代码之前，你应该牢牢掌握如何解决这个问题。

您遇到的主要障碍是如何将模数运算应用于您的数据，看看mod如何“包装”输入到[0 modPeriod-1]的范围，而您自己的数据在[32 126]范围内。为了使mod在这种情况下有用，我们执行一个中间步骤，将输入移动到mod“喜欢”的范围，即从一些[minVal maxVal]到[0 modPeriod-1]。

所以我们需要找到两件事：所需班次的大小，以及mod周期的大小。第一个很容易，因为这只是-minVal，它是第一个字符的ASCII值的负数，即空格（在MATLAB中写为' '）。至于mod的时期，这只是你的“字母”的大小，恰好是“移动后大于最大值的1”，换句话说 - maxVal-minVal+1。基本上，我们正在做的是以下内容

input -> shift to 0-based ("mod") domain -> apply mod() -> shift back -> output

现在看看如何使用MATLAB矢量化表示法编写：

function [coded] = caesar(input_text, shift)
FIRST_PRINTABLE = ' ';
LAST_PRINTABLE = '~';
N_PRINTABLE_CHARS = LAST_PRINTABLE - FIRST_PRINTABLE  + 1;

coded = char(mod(input_text - FIRST_PRINTABLE + shift, N_PRINTABLE_CHARS) + FIRST_PRINTABLE);

以下是一些测试：

>> caesar('blabla', 1)
ans =
    'cmbcmb'
>> caesar('cmbcmb', -1)
ans =
    'blabla'
>> caesar('blabla', 1000)
ans =
    '5?45?4'
>> caesar('5?45?4', -1000)
ans =
    'blabla'

Answer 2

我们可以使用周期函数的思想来解决它：周期函数每个周期重复一次，每个周期等于2π...

像周期函数一样，我们有一个每95个值重复一次的函数

周期= 126-32 + 1;我们加一个，因为'32'也在循环中......

因此，如果角色的值超过'126'，我们减去95，

即如果值= 127（大于126）则等于127-95 = 32。

如果值小于32，我们减去95。

即如果值= 31（小于32）那么它相当于31 + 95 = 126 ..

现在我们将其转换为代码：

function out= caesar(string,shift)
value=string+shift;

for i=1:length(value)
    while value(i)<32
        value(i)=value(i)+95;
    end
    while value(i)>126 
        value(i)=value(i)-95;
    end

end
out=char(value);