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本文将演示关于如何在 C 语言中实现凯撒密码的多种方法。

在 C 语言中实现凯撒密码处理常量字符串的方法

凯撒密码是一种最简单的加密方案，不能用于任何产品级的保密，而只是满足我们知识上的好奇心。凯撒本质上是具有给定位置数量的字母旋转技术。给定文本和位置 5，加密版本将包含右移 5 位的字符。请注意，旋转方向不是严格指定的，因为每种情况下都有其相反的旋转，从而得到相同的结果。

在下面的例子中，我们演示了如何加密硬编码的 string 文字。旋转位置取自用户输入，并检查数字是否在 [1,26]的区间内，因为这个例子只针对英文字母。接下来，我们执行 while 循环，在这个循环中，一个字符被检查是否有非字母值，然后才用给定的位置进行移位。这段代码只能处理小写字母，因为我们采用了代表 ASCII 编码中 a 的 97 值。同时，我们直接将编码后的值逐个字符输出到控制台。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

const char *str = "arbitrary string to encode";

int main(void) {
    int shift;
    char num[16];

    printf("Choose shift number [1-26]: ");
    fflush(stdout);
    if (fgets(num, 16, stdin) == NULL)
        exit(EXIT_FAILURE);

    shift = (int) strtol(num, NULL, 0);
    if (shift < 1 || shift > 26) {
        fprintf(stderr, "Shift number is out of range");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while (*str) {
        if (!isspace(*str) || !isblank(*str))
            printf("%c", (((*str - 97) + shift) % 26) + 97);
        else
            printf("%c", *str);
        str += 1;
    }

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

在 C 语言中实现凯撒密码来处理用户提供的字符串

另外，我们也可以重新实现之前的代码示例，从用户输入的文本和旋转位置中获取文本和旋转位置，验证它们，并对给定的字符串进行加密。与前一个例子相比，这个版本包括两个 fgets 调用和 malloc 来为明文分配动态内存。这个实现还处理了小写的字符串，将无法正确加密混合字符串。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

enum {MAX_LEN = 1024};

int main(void) {
    size_t len;
    int shift;
    char *text;
    char num[16];

    text = malloc(MAX_LEN);
    if (text == NULL) {
        perror("malloc");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Input text to be encrypted (lowercase): ");
    fflush(stdout);
    if (fgets(text, MAX_LEN, stdin) == NULL)
        exit(EXIT_FAILURE);

    len = strlen(text);
    if (text[len - 1] == '\n')
        text[len - 1] = '\0';
    len -= 1;

    printf("Choose shift number [1-26]: ");
    fflush(stdout);
    if (fgets(num, 16, stdin) == NULL)
        exit(EXIT_FAILURE);

    shift = (int) strtol(num, NULL, 0);
    if (shift < 1 || shift > 26) {
        fprintf(stderr, "Shift number is out of range");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        if (!isspace(text[i]) || !isblank(text[i]))
            printf("%c", (((text[i] - 97)+shift)%26)+97);
        else
            printf("%c", text[i]);
    }

    exit(EXIT_SUCCESS);
}