#include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <cstdlib> // 新增system函数支持 using namespace std; void encrypt() { string key, plain; cout << "请输入明文(不需要输入间隔):\n"; cin >> plain; cout << "请输入密钥:\n"; cin >> key; size_t key_len = key.length(); size_t plain_len = plain.length(); // 补齐明文 for (size_t i = plain_len; i % key_len != 0; ++i) { plain.push_back(' '); } cout << "\n明文矩阵" << endl; for (size_t i = 0; i < plain.size(); ++i) { cout << plain[i] << " "; if ((i + 1) % key_len == 0) cout << "\n"; } // 生成密钥排序数组 vector<size_t> v(key_len, 0); for (size_t i = 0; i < key_len; ++i) { size_t count = 0; for (size_t j = 0; j < key_len; ++j) { if (key[i] > key[j]) count++; } v[i] = count; } cout << "\n密钥排序数组:\n"; for (auto& num : v) cout << num + 1 << " "; // 列置换操作 string temp = plain; size_t rows = plain.size() / key_len; for (size_t i = 0; i < key_len; ++i) { for (size_t k = 0; k < rows; ++k) { plain[i + k * key_len] = temp[v[i] + k * key_len]; } } cout << "\n\n排序后矩阵:\n"; for (size_t i = 0; i < plain.size(); ++i) { cout << plain[i] << " "; if ((i + 1) % key_len == 0) cout << "\n"; } cout << "\n密文：" << plain << endl; } void decrypt() { string key, cipher; cout << "请输入密文:\n"; cin >> cipher; cout << "请输入密钥:\n"; cin >> key; size_t key_len = key.length(); size_t rows = cipher.length() / key_len; cout << "\n密文矩阵:\n"; for (size_t i = 0; i < cipher.size(); ++i) { cout << cipher[i] << " "; if ((i + 1) % key_len == 0) cout << "\n"; } // 生成密钥排序数组 vector<size_t> v(key_len, 0); for (size_t i = 0; i < key_len; ++i) { size_t count = 0; for (size_t j = 0; j < key_len; ++j) { if (key[i] > key[j]) count++; } v[i] = count; } cout << "\n密钥排序数组:\n"; for (auto& num : v) cout << num + 1 << " "; // 逆置换操作 string temp = cipher; vector<size_t> inverse_v(key_len, 0); for (size_t i = 0; i < key_len; ++i) { inverse_v[v[i]] = i; } for (size_t i = 0; i < key_len; ++i) { for (size_t k = 0; k < rows; ++k) { cipher[inverse_v[i] + k * key_len] = temp[i + k * key_len]; } } cout << "\n\n还原后矩阵:\n"; for (size_t i = 0; i < cipher.size(); ++i) { cout << cipher[i] << " "; if ((i + 1) % key_len == 0) cout << "\n"; } cout << "\n明文：" << cipher << endl; } int main() { int choice = 0; cout << "置换密码系统\n"; cout << "1. 加密\n2. 解密\n3. 退出\n"; while (true) { cout << "\n请选择操作："; cin >> choice; if (choice == 1) encrypt(); else if (choice == 2) decrypt(); else if (choice == 3) break; else cout << "无效输入！"; } system("pause"); return 0; }对代码的密钥排序数组进行去重排序

<think>好的，我需要分析用户提供的C++代码，特别是其中生成密钥排序数组的部分，并针对该部分进行去重排序的处理。用户的问题是关于如何对密钥排序数组进行去重排序，所以我需要先理解现有代码的逻辑，然后找出重复排序的原因，最后提出解决方案。 首先，看一下加密函数中的密钥排序数组生成部分。代码中使用双重循环遍历密钥的每个字符，比较每个字符与其他字符的大小，统计比当前字符小的字符数量，以此确定该字符在排序后的位置。例如，对于密钥“BAC”，每个字符的比较结果是： - B: 比A大，所以count=1（只有A比它小） - A: 没有字符比它小，count=0 - C: 比B和A大，count=2 这样生成的排序数组v应该是[1, 0, 2]。这里的逻辑是，每个位置的值表示该字符在密钥中的升序排名。但问题在于，当密钥中存在重复字符时，这种方法会导致多个位置具有相同的排序值，从而引发冲突。例如，密钥“AAB”会产生排序数组[0, 0, 2]，因为前两个A彼此比较时，count的计算结果相同。 用户提到的“去重排序”应该是指在密钥有重复字符的情况下，如何确保排序数组中的每个元素都是唯一的，从而避免置换时的冲突。解决这个问题的关键在于处理重复字符，使它们的排序位置不同。 接下来，我需要考虑如何修改生成排序数组的算法。现有的方法通过简单计数导致重复，因此需要引入一种机制来处理重复的情况。可能的解决方案包括： 1. **稳定排序法**：将密钥字符与其索引一起考虑，这样在字符相同的情况下，索引较小的排在前面。例如，对每个字符生成一个包含字符和索引的结构体，排序时先按字符升序，再按索引升序，这样即使字符相同，索引也能确保顺序唯一。 2. **二次比较**：在生成排序数组时，如果两个字符相同，则根据它们在密钥中的位置来决定顺序，位置靠前的优先。 在代码中，当前的排序方法是通过遍历每个字符并统计比它小的字符数量，这种方法在重复字符存在时会导致相同的count值。因此，需要修改生成v数组的逻辑，使其在字符相同时，根据位置进行区分。 可能的修改步骤： - 遍历每个字符，对于每个字符key[i]，统计比key[i]小的字符数量，这是原有的逻辑。 - 对于与key[i]相同的字符，即key[j] == key[i]且j < i的情况，这些j对应的字符位置比i小，因此在统计时，如果遇到相等的字符且j < i，count需要增加1。这样可以确保相同字符根据位置先后分配不同的排序值。 例如，密钥是“AAB”，处理过程如下： 对于i=0（字符A）： - 遍历j=0到2： - j=0: key[0] == key[0]，不增加count。 - j=1: key[0] == key[1]，但j < i不成立（i=0，j=1），所以不增加。 - j=2: key[2]是B，比A大，不增加。 count=0 → v[0] =0。 对于i=1（字符A）： - j=0: key[0]是A，等于当前字符，且j < i（0 <1），所以count增加1。 - j=1: 不处理。 - j=2: B更大，不处理。 count=1 → v[1]=1. 对于i=2（字符B）： - j=0和1的字符都是A，比B小，count=2。 - j=2: 不处理。 v[2]=2. 这样得到的v数组是[0,1,2]，避免了重复。 因此，修改生成v数组的代码，在比较时，如果key[i] == key[j]，并且j < i，则count++。这样，相同字符会根据位置先后分配不同的排序值，从而消除重复。 修改后的代码如下： 原始代码段： for (size_t i = 0; i < key_len; ++i) { size_t count = 0; for (size_t j = 0; j < key_len; ++j) { if (key[i] > key[j]) count++; } v[i] = count; } 修改后的代码段： for (size_t i = 0; i < key_len; ++i) { size_t count = 0; for (size_t j = 0; j < key_len; ++j) { if (key[i] > key[j] || (key[i] == key[j] && j < i)) { count++; } } v[i] = count; } 这样，在比较时，如果当前字符key[i]等于key[j]，并且j的位置在i之前，则也会被计入count中。这相当于在字符相同的情况下，位置靠前的字符会被视为“更小”，从而确保每个位置的排序值唯一。 接下来需要验证这个修改是否有效。例如，测试密钥“AAB”： i=0（字符A）： j从0到2： - j=0: key[i] == key[j]且j ==i，不满足条件，count不增加。 - j=1: key[i]==key[j]，但j=1 > i=0，所以条件不成立，count不增加。 - j=2: key[j]是B，大于A，count增加1。 总count=1 → v[0]=1？ 似乎这里有问题，可能我的逻辑有误。我需要重新分析。 假设密钥是“AAB”，即字符为A, A, B。对于每个i： i=0（字符A）： 遍历j=0到2： 如果key[i] > key[j]，或者（key[i]==key[j]且j <i）。 当i=0时，j从0到2： - j=0: key[i] == key[j]，j <i不成立（0 <0否），所以条件不满足，不计入。 - j=1: key[i]==key[j]，j=1 >i=0，所以条件不成立。 - j=2: key[i]=A < B，不满足key[i]>key[j]，所以不计入。 因此，count=0 → v[0]=0. i=1（字符A）： j从0到2： - j=0: key[i]==key[j]，j=0 <1，满足条件，count+1。 - j=1: 自己，不处理。 - j=2: key[i] <B，不计入。 count=1 → v[1]=1. i=2（字符B）： j从0到2： - j=0: key[i]=B >A，count+1 → count=1。 - j=1: B >A，count+1 → count=2。 - j=2: 不处理。 总count=2 → v[2]=2. 此时v数组是[0,1,2]，正确。对于密钥“AAB”，排序数组变为0,1,2，没有重复，这样置换时各列的顺序正确。 另一个测试用例：密钥“BBA”： 字符为B, B, A。处理每个i： i=0（B）： j遍历： - j=0: 自己，不计。 - j=1: key[i]==B，j=1 >0，不满足条件。 - j=2: key[j]=A <B，满足key[i]>key[j]，count+1 → count=1. 所以v[0]=1. i=1（B）： j遍历： - j=0: key[j]=B，j=0 <1 → 条件满足，count+1. - j=1: 自己，不计。 - j=2: A <B → count+1 → count=2. 总count=2 → v[1]=2. i=2（A）： j遍历： - j=0: key[j]=B >A → 不计。 - j=1: B >A → 不计。 - j=2: 自己，不计。 count=0 → v[2]=0. 此时v数组是[1,2,0]。对应的原始密钥顺序是B(0), B(1), A(2)。正确的排序应该是A在最后，两个B的顺序根据位置排列。所以排序后的顺序应该是A, B(0), B(1)，即对应的列顺序是2,0,1。v数组中的值应该代表每个原始列在排序后的位置。例如，密钥排序后的顺序按字符升序排列是A, B, B。所以原列2（A）排第0位，原列0（B）排第1位，原列1（B）排第2位。因此，正确的排序数组v应该是对于原列0，在排序后的位置是1；原列1的位置是2；原列2的位置是0。因此，生成的v数组应该是[1,2,0]，符合修改后的代码结果。这样在加密时，列置换的顺序正确，不会出现重复导致的错误。 因此，修改后的生成v数组的代码可以解决重复密钥字符导致的排序重复问题，实现去重排序。 总结步骤： 1. 分析原有生成排序数组的逻辑，发现重复字符导致相同排序值的问题。 2. 修改生成逻辑，在比较字符时，若字符相同，则根据位置先后决定是否计入count。 3. 调整代码，在条件判断中加入(key[i] == key[j] && j < i)的情况，确保每个位置获得唯一的排序值。 4. 验证修改后的代码在不同测试用例下的正确性，确保去重排序有效。 这样，用户的问题就得到了解决，密钥排序数组在存在重复字符时也能正确生成唯一的排序值，避免置换冲突。</think>以下是针对代码中密钥排序数组的去重排序问题的分步解释和解决方案： ### 问题分析 原代码生成密钥排序数组时，使用简单比较字符大小的方法。当密钥存在重复字符时，会导致多个位置获得相同的排序值，例如密钥`"AAB"`会产生排序数组`[0,0,2]`，这会导致列置换时出现错误。 ### 解决方案 修改排序数组生成逻辑，在字符相同时根据**原始位置顺序**确定优先级，确保每个位置获得唯一排序值。 #### 修改步骤 1. **修改比较逻辑**： 在原有条件`key[i] > key[j]`基础上，增加对相同字符位置的处理：`(key[i] == key[j] && j < i)` 2. **更新生成排序数组的代码**： ```cpp // 原代码 if (key[i] > key[j]) count++; // 修改后代码 if (key[i] > key[j] || (key[i] == key[j] && j < i)) { count++; } ``` ### 代码修改示例 ```cpp // 生成密钥排序数组（加密/解密函数中都需要修改） vector<size_t> v(key_len, 0); for (size_t i = 0; i < key_len; ++i) { size_t count = 0; for (size_t j = 0; j < key_len; ++j) { if (key[i] > key[j] || (key[i] == key[j] && j < i)) { // 新增位置判断 count++; } } v[i] = count; } ``` ### 验证示例 以密钥`"BBA"`为例： - 字符顺序：`B(0)`, `B(1)`, `A(2)` - 修改后排序数组生成过程： - **i=0**（字符`B`）： - 比`A`大 → `count=1` - 与`j=1`的`B`比较，因`j=1 > i=0`，不增加 → **v[0]=1** - **i=1**（字符`B`）： - 比`A`大 → `count=1` - 与`j=0`的`B`比较，因`j=0 < i=1` → `count=2` → **v[1]=2** - **i=2**（字符`A`）： - 没有更小的字符 → **v[2]=0** - 最终排序数组：`[1,2,0]`，无重复值。 ### 修改后效果 - **避免重复**：确保每个字符位置获得唯一排序值。 - **保持稳定性**：相同字符按原始位置顺序排列，避免置换混乱。 - **兼容性**：无需改动其他代码，仅修改排序逻辑即可。 ### 总结 通过增加位置判断条件，解决了密钥重复字符导致的排序冲突问题，使置换密码系统能正确处理包含重复字符的密钥。