凯撒密码问题分析

原题：

恺撒密码

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恺撒密码是古罗马恺撒大帝用来对军事情报进行加解密的算法，它采用了替换方法对信息中的每一个英文字符循环替换为字母表序列中该字符后面的第三个字符，即，字母表的对应关系如下：‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

原文：A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

密文：D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

对于原文字符P，其密文字符C满足如下条件：C=(P+3) mod 26‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

上述是凯撒密码的加密方法，解密方法反之，即：P=(C-3) mod 26‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

假设用户可能使用的输入包含大小写字母a_zAZ、空格和特殊符号，请编写一个程序，对输入字符串进行恺撒密码加密，直接输出结果，其中空格不用进行加密处理。使用input()获得输入。

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输入示例‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

python is good

输出示例‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

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答案：

【参考代码】

s = input()
t = ""
for c in s:
   if 'a' <= c <= 'z': 
       t += chr( ord('a') + ((ord(c)-ord('a')) + 3 )%26 )
   elif 'A' <= c <= 'Z':
       t += chr( ord('A') + ((ord(c)-ord('A')) + 3 )%26 )
   else:
       t += c
print(t)

恺撒密码加密算法由很多种编写方法，这是一种很直接的方法。

分析：

总体思路是利用ord()将字符转换为整数Unicode码，+3后用chr()返回Unicode字符，但是如果x,y,z的Unicode码简单加上3并不会回到a,b,c，而是溢出到下面的字符。
所以我们要将一个凯撒密码的区间限定好，在这个区间内回环。

首先，这里用到了if 'a' <= c <= 'z':这种字符判断，本质上也是利用Unicode编码a-z与A-Z是连续区间这个性质进行判断

其次，t += chr( ord('a') + ((ord(c)-ord('a')) + 3 )%26 )中的t +=用到了字符串可以用+的连接

ord(c)-ord('a')判断c到"a"Unicode编码的差值

(差值+3)对26取模很巧妙的限定在了"a"-"z"这个区间内.如果"a"-"w"字母加3后，差值在0-25内，取模就是原值；如果"x"-"z"字母差值加3后会大于26，取模会减去26，剩下的值即为到"a"的新差值