矩阵变换加密法

矩阵变换加密法

时间: 1ms        内存:128M

描述:

一种Playfair密码变种加密方法如下:首先选择一个密钥单词(称为pair)(字母不重复,且都为小写字母),然后与字母表中其他字母一起填入至一个5x5的方阵中,填入方法如下:
1.首先按行填入密钥串。
2.紧接其后,按字母序按行填入不在密钥串中的字母。
3.由于方阵中只有25个位置,最后剩下的那个字母则不需变换。
如果密钥为youandme,则该方阵如下: 
y o u a n
d m e b c
f g h i j
k l p q r
s t v w x
在加密一对字母时,如am,在方阵中找到以这两个字母为顶点的矩形:
o u a
m e b

这对字母的加密字母为该矩形的另一对顶点,如本例中为ob。
请设计程序,使用上述方法对输入串进行加密,并输出加密后的串。
另外有如下规定:
1、一对一对取字母,如果最后只剩下一个字母,则不变换,直接放入加密串中;
2、如果一对字母中的两个字母相同,则不变换,直接放入加密串中;
3、如果一对字母中有一个字母不在正方形中,则不变换,直接放入加密串中;
4、如果字母对出现在方阵中的同一行或同一列,如df或hi,则只需简单对调这两个字母,即变换为fd或ih;
5、如果在正方形中能够找到以字母对为顶点的矩形,假如字母对为am,则该矩形的另一对顶点字母中,与a同行的字母应在前面,在上例中应是ob;同样若待变换的字母对为ta,则变换后的字母对应为wo;
6、本程序中输入串均为小写字母,并不含标点、空格或其它字符。
解密方法与加密相同,即对加密后的字符串再加密,将得到原始串。
要求输入形式如下:
从控制台输入两行字符串,第一行为密钥单词(长度小于等于25),第二行为待加密字符串(长度小于等于50),两行字符串末尾都有一个回车换行符,并且两行字符串均为小写字母,不含其它字符。
在标准输出上输出加密后的字符串。

输入:

若输入:
youandme
welcometohangzhou
则表示输入的密钥单词为youandme,形成的正方形如上所示;待加密字符串为welcometohangzhou。在正方形中可以找到以第一对字母we为顶点的矩形,对应另一对顶点字母为vb,因此加密后为vb,同理可找到与字母对lc,et,oh,ho对应的顶点字母对。而字母对om位于上述正方形中的同一列,所以直接以颠倒这两个字母来加密,即为mo,字母对an同理。字母对gz中的z不在上述正方形中,因此原样放到加密串中。最后剩一个字母u也原样输出。

输出:

输出的结果为:
vbrmmomvugnagzguu

示例输入:

youandme
vbrmmomvugnagzguu

示例输出:

welcometohangzhou

提示:

参考答案(内存最优[1092]):

#include<cstdio>
#include<cstring>
int vis[30];
char a[30];
char b[105];
char c[105];
char s[8][8];
char k;
void find(char k1,char k2,int t)
{
	int x1,y1,x2,y2;
	if(k1==k||k2==k||k1==k2)
	{
		c[t]=k1;
		c[t+1]=k2;
		return;
	}
	for(int i=0;i<5;i++)
	{
		for(int j=0;j<5;j++)
		{
			if(s[i][j]==k1)
			{
				x1=i;
				y1=j;
			}
			if(s[i][j]==k2)
			{
				x2=i;
				y2=j;
			}
		}
	}
	if(x1==x2||y1==y2)
	{
		c[t]=k2;
		c[t+1]=k1;
	}
	else
	{
		c[t]=s[x1][y2];
		c[t+1]=s[x2][y1];
	}
}
void findk()
{
	for(int i=1;i<=26;i++)
	{
		if(vis[i]==0)
		{
			k='a'+i-1;
		}
	}
}
int main()
{
	scanf("%s",&a);
	scanf("%s",&b);
	for(int i=0;i<strlen(a);i++)
	{
	    vis[a[i]-'a'+1]=1;
		s[i/5][i%5]=a[i];
	}
	int t=strlen(a);
	int now=1;
	while(t<25)
	{
		if(vis[now]==0)
		{
			s[t/5][t%5]=now+'a'-1;
			vis[now]=1;
			t++;
		}
		now++;
	}
	findk();
	int len=strlen(b);
	int i;
	for(i=0;i<strlen(b);i+=2)
	{
		char k1=b[i];
		char k2=b[i+1];
		find(k1,k2,i);
	}
	if(len%2==1)
	{
		c[len-1]=b[len-1];
	}
	for(int i=0;i<len;i++)
	{
		printf("%c",c[i]);
	}
	return 0;
	
} 

参考答案(时间最优[0]):

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
char base[5][5];
int main()
{	
	void change(char [],char,char,int,int);
	char c[100];
	int zimuth[26];
	int i,j;
	cin>>c;
	for(i=0;i<26;i++)zimuth[i]=i+1;
	for(i=0;i<strlen(c);i++)
	{	
		base[i/5][i%5]=c[i];   //'a'-97=0
		zimuth[c[i]-97]=0;
	}
	j=0;
	for(i=strlen(c);i<25;i++)
	{	
		while(zimuth[j]==0)
		{
			j++;
		}
		base[i/5][i%5]=zimuth[j]-1+'a';
			j++;
	}
	cin>>c;
	for(i=0;i<strlen(c);i+=2)
	{
		if(i+1==strlen(c))break;
		else
		{
			change(c,c[i],c[i+1],i,i+1);
		}
	}
	cout<<c<<endl;
	return 0;
}
void change(char c[],char a,char b,int ath,int bth)
{
	if(a==b)return;
	int i,j;
	int xa,ya;
	int xb,yb;
	bool finda=false;
	bool findb=false;
	for(i=0;i<5;i++)
	{
		for(j=0;j<5;j++)
		{
			if(base[i][j]==a)
			{
				finda=true;
				xa=i;
				ya=j;
			}
			if(base[i][j]==b)
			{
				findb=true;
				xb=i;
				yb=j;
			}
			if(finda&&findb)break;
		}
		if(finda&&findb)break;
	}
	if((!finda)||(!findb))return;
	if(xa==xb||ya==yb) 
	{	
		c[ath]=b;
		c[bth]=a;
		return;
	}
	c[ath]=base[xa][yb];
	c[bth]=base[xb][ya];
}

题目和答案均来自于互联网,仅供参考,如有问题请联系管理员修改或删除。

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