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标题: 【算法】用c#实现自定义字符串编码及围栏解码方法 [打印本页]

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作者: 美食家大橙子    时间: 2023-8-30 15:21
标题: 【算法】用c#实现自定义字符串编码及围栏解码方法
编写一个函数/方法，它接受2个参数、一个字符串和轨道数，并返回ENCODED字符串。
编写第二个函数/方法，它接受2个参数、一个编码字符串和轨道数，并返回DECODED字符串。
然后使用围栏密码对其进行解码。
这种密码用于通过将每个字符沿着一组“竖状轨道”依次放在对角线上来对字符串进行编码。首先开始对角向下移动。当你到达底部时，反转方向，对角向上移动，直到你到达顶部轨道。继续，直到到达字符串的末尾。然后从左到右读取每个“尾号”以导出编码字符串。
例如，字符串“WEAREDISCOVEREDFLEATONCE”可以在三轨系统中表示如下：
W E C R L T E
E R D S O E E F E A O C
A I V D E N
编码的字符串将是：
WECRLTEERDSOEEFEAOCAIVDEN
对于编码和解码，假设尾号的数量>=2，并且传递空字符串将返回空字符串。
请注意，为了简单起见，上面的示例排除了标点符号和空格。然而，也有一些测试包括标点符号。不要过滤掉标点符号，因为它们是字符串的一部分。
算法实现：

1. 1 using System;
2. 2 using System.Linq;
3. 3
4. 4 public class RailFenceCipher
5. 5 {
6. 6    public static string Encode(string s, int n)
7. 7    {
8. 8        var mod = (n - 1) * 2;
9. 9        return string.Concat(s.Select((c, i) => new { c, i })
10. 10           .OrderBy(a => Math.Min(a.i % mod, mod - a.i % mod))
11. 11           .Select(a => a.c));
12. 12    }
13. 13
14. 14    public static string Decode(string s, int n)
15. 15    {
16. 16        var mod = (n - 1) * 2;
17. 17        var pattern = Enumerable.Range(0, s.Length)
18. 18           .OrderBy(i => Math.Min(i % mod, mod - i % mod));
19. 19        return string.Concat(s.Zip(pattern, (c, i) => new { c, i })
20. 20           .OrderBy(a => a.i).Select(a => a.c));
21. 21    }
22. 22 }

复制代码

测试用例：

1.   1 using NUnit.Framework;
2.   2 using System;
3.   3 using System.Collections.Generic;
4.   4 using System.Linq;
5.   5 public class SolutionTest
6.   6 {
7.   7     [Test]
8.   8     public void BasicTests()
9.   9     {
10. 10         string[][] config =
11. 11         {
12. 12             new[] { "Hello, World!", "Hoo!el,Wrdl l" },               // encode
13. 13             new[] { "Hello, World!", "Hlo ol!el,Wrd" },               // encode
14. 14             new[] { "Hello, World!", "H !e,Wdloollr" },               // encode
15. 15             new[] { "H !e,Wdloollr", "Hello, World!" },               //  decode
16. 16             new[] { "", "" },                            // encode
17. 17             new[] { "", "" },                            //  decode
18. 18             new[] { "WEAREDISCOVEREDFLEEATONCE", "WECRLTEERDSOEEFEAOCAIVDEN" },   // encode
19. 19             new[] { "WECRLTEERDSOEEFEAOCAIVDEN", "WEAREDISCOVEREDFLEEATONCE" },   //  decode
20. 20             new[] { "WEAREDISCOVEREDFLEEATONCE", "WIREEEDSEEEACAECVDLTNROFO" },   // encode
21. 21             new[] { "WIREEEDSEEEACAECVDLTNROFO", "WEAREDISCOVEREDFLEEATONCE" },   //  decode
22. 22             new[] { "WEAREDISCOVEREDFLEEATONCE", "WCLEESOFECAIVDENRDEEAOERT" },   // encode
23. 23             new[] { "WECRLTEERDSOEEFEAOCAIVDEN", "WLSADOOTEEECEAEECRFINVEDR" }    //  decode
24. 24         };
25. 25         int[] rails = { 3, 2, 4, 4, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 5, 5 };
26. 26         for (int i = 0; i < config.Length; i++)
27. 27         {
28. 28             var actual = i % 2 == 0 || i == 1
29. 29                 ? RailFenceCipher.Encode(config[i][0], rails[i])
30. 30                 : RailFenceCipher.Decode(config[i][0], rails[i]);
31. 31
32. 32             Assert.AreEqual(config[i][1], actual);
33. 33         }
34. 34     }
35. 35
36. 36     /* *****************
37. 37      *   RANDOM TESTS
38. 38      * *****************/
39. 39
40. 40     private class Sol
41. 41     {
42. 42         private static IEnumerable<T> Fencer<T>(int n, IEnumerable<T> str)
43. 43         {
44. 44             var rails = Enumerable.Range(0, n).Select(r => new List<T>()).ToList();
45. 45             int[] data = { 0, 1 };
46. 46             int x = 0, dx = 1;
47. 47             foreach (var t in str)
48. 48             {
49. 49                 rails[data[x]].Add(t);
50. 50                 if (data[x] == n - 1 && data[dx] > 0 || data[x] == 0 && data[dx] < 0)
51. 51                     data[dx] *= -1;
52. 52                 data[x] += data[dx];
53. 53             }
54. 54             return rails.SelectMany(lst => lst);
55. 55         }
56. 56
57. 57         public static string Encode(string s, int n) => new string(Fencer(n, s).ToArray());
58. 58
59. 59         public static string Decode(string s, int n)
60. 60         {
61. 61             char[] arr = new char[s.Length];
62. 62             int[] j = { 0 };
63. 63             Fencer(n, Enumerable.Range(0, s.Length)).ToList().ForEach(i => arr[i] = s[j[0]++]);
64. 64             return new string(arr);
65. 65         }
66. 66     }
67. 67
68. 68     private Random rnd = new Random();
69. 69
70. 70     private int Rand(int start, int end) { return start + rnd.Next(end - start); }
71. 71
72. 72     [Test]
73. 73     public void FixedStringVariousRails()
74. 74     {
75. 75         var msg = "WEAREDISCOVEREDFLEEATONCE";
76. 76         Console.WriteLine($"Input for these tests:\n{msg}");
77. 77
78. 78         for (int r = 0; r < 10; r++)
79. 79         {
80. 80             var rails = Rand(2, 11);
81. 81             var exp = Sol.Encode(msg, rails);
82. 82             Assert.AreEqual(exp, RailFenceCipher.Encode(msg, rails));
83. 83
84. 84             rails = Rand(2, 11);
85. 85             exp = Sol.Decode(msg, rails);
86. 86             Assert.AreEqual(exp, RailFenceCipher.Decode(msg, rails));
87. 87         }
88. 88     }
89. 89
90. 90     private static string lorem = "Amet non facere minima iure unde, provident, "
91. 91                                   + "veritatis officiis asperiores ipsa eveniet sit! Deserunt "
92. 92                                   + "autem excepturi quibusdam iure unde! Porro alias distinctio "
93. 93                                   + "ipsam iure exercitationem molestiae. Voluptate fugiat quasi maiores!jk";
94. 94     private static List<string> lorarr = lorem.Split(' ').ToList();
95. 95
96. 96     [Test]
97. 97     public void RandomTests()
98. 98     {
99. 99         Console.WriteLine($"Base string for these tests (or a shuffled version):\n{lorem}");
100. 100
101. 101         for (int r = 0; r < 50; r++)
102. 102         {
103. 103             var msg = Shuffle();
104. 104             int rails = Rand(2, 51);
105. 105             var exp = Sol.Encode(msg, rails);
106. 106             Assert.AreEqual(exp, RailFenceCipher.Encode(msg, rails));
107. 107
108. 108             msg = Shuffle();
109. 109             rails = Rand(2, 51);
110. 110             exp = Sol.Decode(msg, rails);
111. 111             Assert.AreEqual(exp, RailFenceCipher.Decode(msg, rails));
112. 112         }
113. 113     }
114. 114
115. 115     private string Shuffle()
116. 116     {
117. 117         Shuffle(lorarr);
118. 118         return string.Join(" ", lorarr);
119. 119     }
120. 120
121. 121     public static void Shuffle<T>(List<T> deck)
122. 122     {
123. 123         var rnd = new Random();
124. 124         for (int n = deck.Count - 1; n > 0; --n)
125. 125         {
126. 126             int k = rnd.Next(n + 1);
127. 127             T temp = deck[n];
128. 128             deck[n] = deck[k];
129. 129             deck[k] = temp;
130. 130         }
131. 131     }
132. 132 }

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