Python工具箱系列(十)

上篇文章讲述了凯撒密码的基本原理。如下代码所示，实现一个简单的凯撒加密算法。

import string

def alphabet1():
  \"\"\"
  生成字母表的方法1
  \"\"\"
  letter_list = [\'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\']
  return letter_list

def alphabet2():
  \"\"\"
  生成字母表的方法2
  \"\"\"
  letter_list_2 = [chr(letter+ord(\'a\')) for letter in range(26)]
  return letter_list_2

def alphabet3():
  \"\"\"
  生成字母表的方法3
  \"\"\"
  letter_list_3 = [chr(letter).lower() for letter in range(65, 91)]
  return letter_list_3

def alphabet4():
  \"\"\"
  生成字母表的方法4
  \"\"\"
  return list(string.ascii_lowercase)

def shift(arr: list, n: int) -> list:
  \"\"\"
  移动字母表

  Args:
    arr (list): 字母表
    n (int): 移动的位数

  Returns:
    list: 移动后的字母表
  \"\"\"
  if n:
    return arr[n:] + arr[:n]
  else:
    n = -1*n
    return arr[:n] + arr[n:]

def encoder(plaintext,key=3):
  \"\"\"
  对明文进行编码

  Args:
    plaintext (str): 要加密的明文
    key (int): 偏移的位数据
  \"\"\"
  normal_alphabet = alphabet2()
  caesor_alphabet = shift(normal_alphabet,key)
  crypt = [caesor_alphabet[normal_alphabet.index(ch)] for ch in plaintext]
  return \'\'.join(crypt)
   
def test():
  \"\"\"
  加密的演示
  \"\"\"
 
  # 多种字母表生成的方法
  print(alphabet1())
  print(alphabet2())
  print(alphabet3())
  print(alphabet4())

  # 随便挑一个方法
  alphabet = alphabet1()
  caesar_alphabet = shift(alphabet,3)
  print(caesar_alphabet)
  print(encoder(\'iamchinese\'))

if __name__ == \'__main__\':
  test()




				本系列文章不讲解python的基本语法，本着实用主义的角度来解决问题。如前文所述，首先要建立一个字母表，接着实现一个对字母表的移位。
			

				
			


					alphabet1/2/3/4是不同的生成字母表的小函数。从通用的角度来看，alphabet4直接使用python内置的模块，就可以将小写的英文字母获得。但需要注意的是，string.ascii_lowercase返回的是一个字符串，而不是一个列表，所以要用list函数再做一次切割，从而形成字母列表。
				

					shift函数是一个通用的对列表进行循环移位的函数。使用python的切片方法完成一个漂亮而容易理解的实现，但不是效率最高的。这个函数可以列表左移，也可以右移。右移时key为负数。
				

					encoder函数是真正的加密算法，输入字符串后，使用列表推导式，先找出在正常字母表中字符的位置索引，然后在平移后的字母表中找到对应的字符，最后再将所有的字符通过join()函数合成一个字符串返回。
				

					由于现有的字母表没有空格的存在，所以加密的字符串只能够是连续的无打印符的字母组合。如果想要对空格加密，可以将空格加入到alphabet中，再形成对应的平移表。再进一步讲，如果把汉字也放到字母表中，理论上也可以对中文信息进行加密，原理是一样的，大家可以自行实现。
				

					代码中没有实现解密，实现起来非常容易。