凯撒密码加密：字母符号区分技巧

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问题分析

原始代码存在以下几方面的问题：

1. 多余的循环嵌套： 双重循环结构导致每个字符被反复比较，不仅效率低下，还使逻辑变得复杂。
2. 条件判断错误： 在处理字符匹配时，部分条件设置不当，影响正确加密。
3. 重复添加未加密字符： 当字符不属于字母表时，会被多次添加进结果字符串中。

解决方案：逐字符判断加密

更合理的做法是对每个字符进行独立判断，并根据其类型采取相应的处理方式：

1. 判断字符类型： 利用 Character.isUpperCase() 和 Character.isLowerCase() 方法来识别大写和小写字母。
2. 对字母进行移位加密： 若为字母，则执行凯撒加密算法。注意在移位后超出字母范围时要进行循环处理。
3. 保留非字母字符： 非字母字符直接追加到结果中，不做任何修改。

示例代码（Java）

public class CaesarCipher {
public static String encrypt(String text, int shift) {
    StringBuilder result = new StringBuilder();

    for (char c : text.toCharArray()) {
        if (Character.isUpperCase(c)) {
            char encryptedChar = (char) (((c - 'A' + shift) % 26) + 'A');
            result.append(encryptedChar);
        } else if (Character.isLowerCase(c)) {
            char encryptedChar = (char) (((c - 'a' + shift) % 26) + 'a');
            result.append(encryptedChar);
        } else {
            result.append(c);
        }
    }

    return result.toString();
}

public static void main(String[] args) {
    String text = "Hello, World! 123";
    int shift = 3;
    String encryptedText = encrypt(text, shift);
    System.out.println("Original text: " + text);
    System.out.println("Encrypted text: " + encryptedText); // Output: Khoor, Zruog! 123
}
}

代码说明：

• StringBuilder result = new StringBuilder(); 使用 StringBuilder 提升字符串拼接性能，尤其适用于频繁修改场景。
• Character.isUpperCase(c) 和 Character.isLowerCase(c) 用于检测字符是否为大小写字母。
• char encryptedChar = (char) (((c - 'A' + shift) % 26) + 'A'); 是核心加密公式。
  • c - 'A' 或 c - 'a' 将字母转换为 0-25 的数字。
  • 加上 shift 并取模 26 实现循环移位。
  • 最后加上 'A' 或 'a' 转换回对应的字母形式。
• result.append(...)： 根据字符类型将加密或原样字符加入结果。
• result.toString(); 将最终结果转为字符串返回。

注意事项

• 移位值 shift 的处理： shift 可为正负数，表示不同方向的位移。若绝对值超过 26，可通过 shift % 26 规范化至有效范围。
• 字符集兼容性： 此实现基于 ASCII 字符集，如需支持 Unicode 等其他字符集，需相应调整。
• 安全性说明： 凯撒密码极为简单，极易被破解，仅适合教学演示，不可用于敏感数据保护。

总结

本文提出了一种清晰高效的凯撒密码实现方式，解决了如何仅对字母加密而保留符号不变的问题。通过逐字符处理避免了冗余操作，提高了代码效率和可读性。同时提供了完整的解释和注意事项，帮助读者深入理解该加密方法。但请注意，凯撒密码属于基础加密技术，不具备实际应用的安全保障。

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