java实现Playfair 密码

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（红色字体）：

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

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"如 z"，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。

例如，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。

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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。

因此输出的结果为：

vbrmmomvugnagzguu

vbrmmomvugnagzguu

vbrmmomvugnagzguu

要求考生把所有类写在一个文件中。调试好后，存入与考生文件夹下对应题号的“解答.txt”中即可。

相关的工程文件不要拷入。请不要使用 package 语句。

另外，源程序中只能出现 JDK1.5 中允许的语法或调用。不能使用 1.6 或更高版本。

package Question20_29;
import java.util.Scanner;
import java.util.Vector;
public class Question26 {
public static char initArray(char[][] array, String pair) {
Vector<Character>vector=new Vector<Character>();
for (char i = 'a'; i <='z'; i++) {
vector.add(i);
}
for (int i = 0; i < pair.length(); i++) {
vector.remove((Character)pair.charAt(i));
array[i/5][i%5]=pair.charAt(i);
}
for (int i = 0,j=pair.length() ; i < vector.size()-1; i++,j++) {
array[j/5][j%5]=vector.elementAt(i);
}
return vector.elementAt(vector.size()-1);
}
public static String passwordAfterChange(char[][] array,String password,char unUsedch) {
StringBuffer sb=new StringBuffer();
for (int i = 0; i < password.length(); i+=2) {
if(i+1<password.length()){
if(password.charAt(i)==unUsedch||password.charAt(i+1)==unUsedch){//如果一对字母中有一个字母
不在正方形中"如 z"，则不变换，直接放入加密串中
sb.append(password.charAt(i));
sb.append(password.charAt(i+1));
}else if (password.charAt(i)==password.charAt(i+1)) {//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
sb.append(password.charAt(i));
sb.append(password.charAt(i+1));
}else {
int ch1i=0,ch1j=0,ch2i=0,ch2j = 0;
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for (int j = 0; j < array.length; j++) {
for (int j2 = 0; j2 < array.length; j2++) {
if(array[j][j2]==password.charAt(i)){
ch1i=j;ch1j=j2;
}else if(array[j][j2]==password.charAt(i+1)){
ch2i=j;ch2j=j2;
}
}
}
if(ch1i==ch2i||ch1j==ch2j){//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
sb.append(password.charAt(i+1));
sb.append(password.charAt(i));
}else {
sb.append(array[ch1i][ch2j]);
sb.append(array[ch2i][ch1j]);
}
}
}else {//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
sb.append(password.charAt(i));
}
}
return sb.toString();
}
public static void main(String[] args) {
char array[][]=new char[5][5];
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String pair = scanner.nextLine();
String password=scanner.nextLine();
char unUsedch=initArray(array, pair);
System.out.println(passwordAfterChange(array, password, unUsedch));
}
}

运行结果：

输入密钥单词:youandme

输入待加密字符:welcometohangzhou

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

加密结果:vbrmommvugnagzguu

解密结果:welcometohangzhou