C++学习 字符串加密解密

哈,没想到还挺可贵,原本都不打算作了的题,由于一开始以为是密码学学过的最简单的加密方法。ios

题目描述1:用户输入一个小写字母和数字k,将字母替换为其后的k个字母进行替换。chrome

分析:居然忘了字母表循环,哎。一开始我写的是:编程

c=c+k

想起了要循环之后:编程语言

if(c+k<='z')
	c=c+k;
else						//处理循环的状况 
	c=c+k-'z'+'a'-1;

其实用一个求余运算就能够了,简直太脑残了。测试

题目描述2:用户输入字符串(大小写混合)和数字k,按上面的方法进行加密和解密。this

分析:仍是C++输入输出字符串方便一些。解密过程也费了一些功夫,原本想用求余的逆运算,后来发现只知道余数和除数根本求不出被除数啊哈哈哈。而后我想,加密过程是向右移动,解密过程就看做向左移动好了,回去翻翻密码学书。搜索引擎

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	char str[50];
	int k;
	cout<<"请输入字符串和k值:"<<endl;
	cin>>str>>k;
	int i;
	for(i=0;str[i]!='\0';i++)					//加密 
	{
		if(str[i]<='z'&&str[i]>='a')			//小写字母 
			str[i]=(str[i]+k-'a')%26+'a';
		else									//大写字母
			str[i]=(str[i]+k-'A')%26+'A'; 
	}
	cout<<"加密后的结果为:"<<str<<endl;		//解密 
	for(i=0;str[i]!='\0';i++)
	{
		if(str[i]<='z'&&str[i]>='a')			//小写字母 
			str[i]=(str[i]-k-'a'+26)%26+'a';
		else									//大写字母
			str[i]=(str[i]-k-'A'+26)%26+'A'; 
	}
	cout<<"解密后的结果为:"<<str<<endl;
	//cout<<((-3)%26);
	return 0; 
}

写这个题的时候还查了负数求余,原文地址:http://ceeji.net/blog/mod-in-real/google

背景

最近在一道 Java 习题中,看到这样的一道题:加密

What is the output when this statement executed:
System.out.printf(-7 % 3);spa

正整数的取余运算你们都很熟悉,可是对于负数、实数的取余运算,确实给人很新鲜的感受。因而我对此进行了一些探索。我发现,这里面仍是很有一点能够探索的东西的。

探究

首先,看看天然数的取模运算(定义1):

若是ad是两个天然数,d非零,能够证实存在两个惟一的整数 q 和 r,知足 a = qd + r 且0 ≤ r < d。其中,q被称为商,r 被称为余数。

那么对于负数,是否能够沿用这样的定义呢?咱们发现,假如咱们按照正数求余的规则求 (-7) mod 3 的结果,就能够表示 -7 为 (-3)* 3 +2。其中,2是余数,-3是商。

那么,各类编程语言和计算器是不是按照这样理解的呢?下面是几种软件中对此的理解。

语言 语句 输出
C++(G++ 编译) cout << (-7) % 3; -1
Java(1.6) System.out.println((-7) % 3); -1
Python 2.6 (-7) % 3 2
百度计算器 (-7) mod 3 2
Google 计算器 (-7) mod 3 2

能够看到,结果特别有意思。这个问题是百家争鸣的。看来咱们不能直接把正数的法则加在负数上。实际上,在整数范围内,天然数的求余法则并不被不少人所接受,你们大多承认的是下面的这个定义2

若是a 与d 是整数d 非零,那么余数 r 知足这样的关系:

a = qd + r , q 为整数,且0 ≤ |r| < |d|。

能够看到,这个定义致使了有负数的求余并非咱们想象的那么简单,好比,-1 和 2 都是 (-7) mod 3 正确的结果,由于这两个数都符合定义。这种状况下,对于取模运算,可能有两个数均可以符合要求。咱们把 -1 和 2 分别叫作正余数负余数。一般,当除以d 时,若是正余数为r1,负余数为r2,那么有

r1 = r2 + d

对负数余数不明确的定义可能致使严重的计算问题,对于处理关键任务的系统,错误的选择会致使严重的后果。

看完了 (-7) mod 3,下面咱们来看一看 7 mod (-3) 的状况(看清楚,前面是 7 带负号,如今是 3 带负号)。根据定义2,7 = (-3) * (-2) + 1 或7 = (-3) * (-3) -2,因此余数为 1 或 -2。

语言 语句 输出
C++(G++ 编译) cout << 7 % (-3); 1
Java(1.6) System.out.println(7 % (-3)); 1
Python 2.6 7 % (-3) -2
百度计算器 7 mod (-3) -2
Google 计算器 7 mod (-3) -2

从中咱们看到几个颇有意思的现象:

  • Java 紧随 C++ 的步伐,而 Python、Google、百度步调一致。难道真是物以类聚?联想一下,Google 一直支持 Python,Python 也很有 Web 特点的感受,并且 Google Application Engine 也用的 Python,国内的搜索引擎也不约而同地按照 Google 的定义进行运算。
  • 能够推断,C++ 和 Java 一般会尽可能让商更大一些。好比在 (-7) mod 3中,他们以 -2 为商,余数为 -1。在 Python 和 Google 计算器中,尽可能让商更小,因此以 -3 为商。在 7 mod (-3) 中效果相同:C++ 选择了 3 做为商,Python 选择了 2 做为商。但是在正整数运算中,全部语言和计算器都遵循了尽可能让商小的原则,所以 7 mod 3 结果为 1 不存在争议,不会有人说它的余数是-2。
  • 若是按照第二点的推断,咱们测试一下 (-7) mod (-3),结果应该是前一组语言(C++,Java)返回 2,后一组返回 -1。(请注意这只是假设)

因而我作了实际测试:

语言 语句 输出
C++(G++ 编译) cout << -7 % (-3); -1
Java(1.6) System.out.println(-7 % (-3)); -1
Python 2.6 -7 % (-3) -1
百度计算器 -7 mod (-3) -1
Google 计算器 -7 mod (-3) -1

结果让人大跌眼镜,全部语言和计算机返回结果彻底一致。

总结

咱们由此能够总结出下面两个结论:

  1. 对于任何同号的两个整数,其取余结果没有争议,全部语言的运算原则都是使商尽量小
  2. 对于异号的两个整数,C++/Java语言的原则是使商尽量大,不少新型语言和网页计算器的原则是使商尽量小。

拓展

最后是拓展时间。对于实数,咱们也能够定义取模运算(定义3)。

当 a 和 d 是实数,且d 非零, a 除以 d 会获得另外一个实数(商),没有所谓的剩余的数。但若是要求商为一个整数,则余数的概念仍是有必要的。能够证实:存在惟一的整数商 q 和惟一的实数 r 使得: a = qd + r, 0 ≤ r < |d|. (转自维基百科)

如上在实数范围内扩展余数的定义在数学理论中并不重要,尽管如此,不少程序语言都实现了这个定义。至于哪些程序语言实现了这个定义,就留给你们本身探究吧!