python经典百题之简单加密数据

题目:某个公司采用公用电话传递数据，数据是四位的整数，在传递过程中是加密的，加密规则如下： 每位数字都加上5,然后用和除以10的余数代替该数字，再将第一位和第四位交换，第二位和第三位交换

程序分析

对于给定的四位整数，要求按照一定规则进行加密：

1. 每位数字都加上5。
2. 然后用和除以10的余数代替该数字。
3. 最后将第一位和第四位交换，第二位和第三位交换。

下面我们将使用三种不同的方法来实现这个加密任务，并分析它们的优缺点。

方法一：数学运算

解题思路

按照规则逐步进行数学运算，首先对每位数字加5，然后取余数代替，最后进行位交换。

实现代码

def encrypt(number):
    # 将每位数字都加上5
    number += 5
    
    # 用和除以10的余数代替每位数字
    encrypted = 0
    for i in range(4):
        digit = number % 10
        encrypted += digit * (10 ** i)
        number //= 10

    # 进行位交换
    encrypted = (encrypted % 10) * 1000 + (encrypted // 1000) * 1 + ((encrypted // 10) % 10) * 10 + ((encrypted // 100) % 10) * 100

    return encrypted

# 测试
number = 1234
encrypted_number = encrypt(number)
print(f"Original number: {number}")
print(f"Encrypted number: {encrypted_number}")

优缺点

优点：

• 简单易懂，容易实现。

缺点：

• 实现稍微复杂一些，需要进行多次数学运算。
• 可读性相对较低。

方法二：字符串操作

解题思路

将数字转换成字符串，然后按照规则进行字符串操作，包括字符的加减和交换。

实现代码

def encrypt(number):
    # 将数字转换成字符串
    num_str = str(number)

    # 对每个字符进行加减和交换操作
    encrypted_str = ''
    for i in range(4):
        digit = int(num_str[i])
        # 加上5并取余
        encrypted_digit = (digit + 5) % 10
        encrypted_str += str(encrypted_digit)

    # 交换字符位置
    encrypted_str = encrypted_str[3] + encrypted_str[2] + encrypted_str[1] + encrypted_str[0]

    # 将字符串转换回整数
    encrypted_number = int(encrypted_str)

    return encrypted_number

# 测试
number = 1234
encrypted_number = encrypt(number)
print(f"Original number: {number}")
print(f"Encrypted number: {encrypted_number}")

优缺点

优点：

• 使用字符串操作更容易理解。

缺点：

• 需要进行多次字符串操作，性能可能略低于数学运算方法。
• 字符串操作可能需要额外的内存空间。

方法三：按位操作

解题思路

使用按位操作对每位数字进行加减和交换操作。

实现代码

def encrypt(number):
    # 按位操作加5
    encrypted = 0
    for i in range(4):
        digit = (number // (10 ** i)) % 10
        encrypted_digit = (digit + 5) % 10
        encrypted += encrypted_digit * (10 ** i)

    # 进行位交换
    encrypted = (encrypted % 10) * 1000 + (encrypted // 1000) * 1 + ((encrypted // 10) % 10) * 10 + ((encrypted // 100) % 10) * 100

    return encrypted

# 测试
number = 1234
encrypted_number = encrypt(number)
print(f"Original number: {number}")
print(f"Encrypted number: {encrypted_number}")

优缺点

优点：

• 使用按位操作，较数学运算方法性能稍好。
• 代码相对简单，可读性较高。

缺点：

• 仍需要进行多次数学运算和位操作。

总结

三种方法都可以实现加密任务，具体选择取决于个人偏好和项目需求。如果希望代码简洁易读，方法二（字符串操作）可能是一个好选择。如果性能是关键因素，方法三（按位操作）可能更好，因为它不需要进行字符串转换。方法一（数学运算）虽然可行，但相对较复杂，可读性较低，通常不是首选。

综合考虑，方法三（按位操作）通常是一个不错的选择，因为它兼顾了性能和代码简洁度。