密码学作业——置换密码部分

part1: encrypt加密函数_代码补充：

/*请在此处添加*/
    cout<

part2:Decrypt解密函数_代码补充:

/*请在此处添加代码*/
cout<

part3:设置 转换表Substition[]部分:

// 将i对应的置换表元素设为s1中对应位置的字符
/*请在此处添加代码*/
    SubstitionTable[i] = s1[i-'a'] ;

悟：关键是 把这个 实验原理看明白:

(1)密钥是 I LOVE MY COUNTRY  -- 这个作为 初始的 string变量key

(2)第一步：去掉key中除了大写字母之外的东西 和 重复的大写字母:

得到ILOVEMYCUNTR  -- 作为 之后使用的string 变量 s1 ，（之后key就不用了...）

(3)第二步： 利用密钥s1，得到置换表SubstitionTable, 主要参考上面这张图片中的表格:

<1>贪心：先从小写字母a开始，能用的全用了，所以 ， 上述例子中 才会有 "abcdefghijkl" 映射到 s1中的“ILOVEMYCUNTR”

<2>还是贪心：从大写字母A开始， 只要没有在s1中出现过， 就作为 当前小写字母的 映射结果:

所以例子中的 “mnopqrstuvwxyz” 才会 依次匹配 大写字母"ABDFGHJKPQSWXZ"

（4）第三步：就是构建 反函数 映射， 从大写字母 映射到 小写字母

3.完整代码(可运行)：

#include 
#include

using namespace std;
// 引入输入输出流库#include      
// 引入字符串库using namespace std; 
// 引入命名空间
void Encrypt(char Substitution[]);   // 声明加密函数
void Decrypt(char Substitution[]);   // 声明解密函数
void setSubstitution(char Substitution[], char ReverseTable[]);  // 声明设置置换表函数

int main() // 主函数
{
	int m; // 声明变量m，用于判断是加密还是解密，加密为1，解密为2    
	int flag = 1; // 声明变量 flag，用于控制循环程序是否运行，开始时为1    
	while (flag) // 循环运行    
	{
		cout << "单表置换算法加解密：" << endl;
		char SubstitutionTable['z' + 1];   // 定义数组，用于保存正向置换表（它的下标是原字符的 ASCII 码，其对应的值是替换后的字符的 ASCII 码），加密时使用，长度为 z+1        
		char ReverseTable['Z' + 1];  // 定义数组，用于保存反向置换表（它的下标是替换后的字符的 ASCII 码，其对应的值是原字符的 ASCII 码），解密时使用，长度为Z+1        
		cout << "加密按输入1，解密输入2" << endl;
		cin >> m;    // 读取用户输入的值，判断是加密还是解密        
		setSubstitution(SubstitutionTable, ReverseTable); // 调用设置置换表函数，设置正向置换表和反向置换表        
		if (m != 1 && m != 2) // 判断输入是否正确        
		{
			cout << "输入错误，请重新输入" << endl;
			cin >> m; // 再次读取用户输入的值        
		}
		if (m == 1) // 判断是否加密        
		{
			Encrypt(SubstitutionTable); // 调用加密函数        
		}
		if (m == 2) // 判断是否解密        
		{
			Decrypt(ReverseTable); // 调用解密函数        
		}
		cout << "是否继续加解密运算？[0->退出； 1 or 其他->继续]" << endl;
		cin >> flag; // 读取用户输入的值，判断是否继续循环    
	}
	return 0;
}
void Encrypt(char Substitution[]) // 加密函数
{
	string plain; // 定义字符串变量，用于保存明文    
	cout << endl << "请输入明文（小写）：";
	cin >> plain; // 读取用户输入的明文    
	cout << plain << endl; // 输出用户输入的明文    
	cout << "加密后的密文为：" << endl;    // 遍历明文中的每个字符，利用置换表Substitution对字符进行替换，并输出替换后的字符，生成密文    
	for (int i = 0; i < plain.length(); i++) // 遍历明文中的每个字符    
	{
		if (plain[i] >= 'a' && plain[i] <= 'z') // 如果字符是小写字母        
			// 则在置换表中查找该字母对应的密文字母，输出密文字母
			/*请在此处添加代码可以参考注释的思路*/
		{
			cout << Substitution[plain[i]];
		}
		else cout << plain[i]; // 如果字符不是小写字母，则直接输出原字符        
	}
	cout << endl;
}

void Decrypt(char ReverseTable[]) // 解密函数
{
	string cipher;  // 定义字符串变量，用于保存用户输入的密文 
	cout << endl << "请输入密文（大写）：";
	cin >> cipher; // 读入用户输入的密文并存储到cipher中 
	cout << cipher << endl; // 输出密文 
	cout << "解密后的明文为：" << endl;
	for (int i = 0; i < cipher.length(); i++) // 循环遍历密文中的每一个字符 
	{
		if (cipher[i] >= 'A' && cipher[i] <= 'Z') // 判断字符是否在大写字母范围内 // 如果是，则将其对应的反置换表中的字符输出 
			/*请在此处添加代码可以参考注释的思路*/
		{
			cout << ReverseTable[cipher[i]];
		}
		else cout << cipher[i]; // 否则直接输出原字符 
	} cout << endl;
}

void setSubstitution(char SubstitutionTable[], char ReverseTable[])
{
	int i;  // 定义循环变量i和j 
	char j;
	string key;  // 定义字符串，用于存储密钥key 
	cout << "请输入密钥（大写）：";
	cin >> key; // 读入密钥 
	cout << key << endl; // 输出密钥 
	cout << "置换表为：" << endl;
	string s1; // 定义字符串，用于存储处理后的密钥s1     
	// 对密钥进行处理（去掉空格和重复的字符） 
	for (i = 0; i < key.length(); i++) // 循环遍历密钥中的每一个字符 
	{
		bool sign = 0;  // 定义标志变量，判断是否已经出现过该字符，初始化为false 
		if (key[i] >= 'A' && key[i] <= 'Z') // 如果当前字符是大写字母 
		{
			for (int j = 0; j < s1.length(); j++) // 遍历处理后的密钥字符串s1 
			{
				if (key[i] == s1[j]) // 如果当前字符已经在s1中出现过 
				{                    // 如果已经出现，将标志变量sign设为true，跳出循环  
					sign = 1;  break;
				}
			}             // 如果当前字符没有在s1中出现过，则将其加入s1中 
			if (sign == 0) s1 = s1 + key[i];             // 如果当前字符已经出现过，则将标志变量sign设为false 
			else sign = 0;
		}
	}
	for (j = 'a'; j <= 'z'; j++)
		cout << j << " ";
	cout << endl; // 输出小写字母 从a到z 
	char ch = 'A'; // 定义变量ch，表示当前未被 用作置换表  元素 的大写字母，初始化为'A'     // 该循环利用密钥得到置换表 
	


	for (i = 'a'; i <= 'z'; i++) // 遍历小写字母a~z 
	{
		if (i < 'a' + s1.length()) // 如果当前位置i在s1的长度范围内 
		{// 将i对应的置换表元素设为s1中对应位置的字符
		 /*请在此处添加代码可以参考注释的思路*/ 
			SubstitutionTable[i] = s1[i - 'a'];
		}
		else // 如果i在s1的长度范围外 
		{            // 遍历s1中的每一个字符 
			for (int j = 'a'; j < 'a' + s1.length(); j++)
			{
				if (ch == SubstitutionTable[j]) // 如果当前生成的字符ch已经在置换表中出现过 
				{                    // 将ch加1，重新从头开始搜索
					ch++;  
					j = 'a';  
					continue;
				}
			}             
			// 将i对应的置换表元素设为当前的字符ch，然后将ch加1 
			SubstitutionTable[i] = ch;  ch++;
		}
		cout << SubstitutionTable[i] << " "; // 输出生成的置换表元素 
	}
	cout << endl;     // 该循环用于构建反置换表     // 将置换表中的字符和它的下标进行反向映射 
	for (i = 'a'; i <= 'z'; i++) //遍历小写字母a~z 
	{        
		// 循环变量 i 遍历了所有小写字母        
		// 对于每个字母，它首先通过置换表找到映射到的字母        
		// 然后将该字母作为下标，将当前遍历到的小写字母作为值，存入到反置换表中        
		// 这个过程确保了当使用反置换表进行解密时，可以将密文中的字符逆向映射回原来的明文字符
		ReverseTable[SubstitutionTable[i]] = i;
	}
	// 输出反置换表7
	cout << "反置换表为：" << endl;
	for (i = 'A'; i <= 'Z'; i++) // 循环遍历大写字母 
	{
		cout << ReverseTable[i] << " "; // 输出反置换表中A到Z字母对应的字符，用空格分隔 
	}
	cout << endl;
}