Напишите две программы:
- Одна, которая читает строку и ключ и кодирует строку в шифр ограждения с использованием этого ключа. - Аналогично, напишите программу для функции реверса: расшифровка ограды с помощью ключа.

Для тех, кто не знает, что такое шифровальный забор, это в основном метод написания простого текста таким образом, чтобы он создавал линейный рисунок по спирали. Пример - когда «FOOBARBAZQUX» огражден с помощью ключа 3.

F . . . A . . . Z . . . .
  O . B . R . A . Q . X
    O . . . B . . . U

Читая вышеупомянутую спираль построчно, зашифрованный текст становится "FAZOBRAQXOBU".

Подробнее читайте в разделе - Железнодорожный забор шифра - Википедия .

Код на любом языке приветствуется.

Кратчайший ответ в байтах побеждает.

Python 133 байта

def cipher(t,r):
 m=r*2-2;o='';j=o.join
 for i in range(r):s=t[i::m];o+=i%~-r and j(map(j,zip(s,list(t[m-i::m])+[''])))or s
 return o

Пример использования:

>>> print cipher('FOOBARBAZQUX', 3)
FAZOBRAQXOBU

>>> print cipher('ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ', 4)
AGMSYBFHLNRTXZCEIKOQUWDJPV

>>> print cipher('ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ', 5)
AIQYBHJPRXZCGKOSWDFLNTVEMU

>>> print cipher('ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ', 6)
AKUBJLTVCIMSWDHNRXEGOQYFPZ

Примечание: результаты даже по количеству рельсов отличаются от того, который вы указали, но, похоже, они верны. Например, 6 рельсов:

A         K         U
 B       J L       T V
  C     I   M     S   W
   D   H     N   R     X
    E G       O Q       Y
     F         P         Z

соответствует AKUBJLTVCIMSWDHNRXEGOQYFPZ, а не AKUTBLVJICMSWXRDNHQYEOGZFPкак ваш код выдает.

Основная идея состоит в том, что каждый рельс может быть найден напрямую, взяв кусочки строки [i::m], где iномер рельса ( 0-индексированный) и mесть (num_rails - 1)*2. Внутренние рельсы, кроме того, должны быть переплетены [m-i::m], что достигается путем застегивания и объединения двух наборов символов. Поскольку второй из них может быть на один символ короче, он дополняется символом, который, как предполагается, нигде не появляется ( _), а затем этот символ удаляется, если необходимо, он преобразуется в список и дополняется пустой строкой.

Немного более читабельная форма:

def cipher(text, rails):
  m = (rails - 1) * 2
  out = ''
  for i in range(rails):
    if i % (rails - 1) == 0:
      # outer rail
      out += text[i::m]
    else:
      # inner rail
      char_pairs = zip(text[i::m], list(text[m-i::m]) + [''])
      out += ''.join(map(''.join, char_pairs))
  return out

APL 52 41

i←⍞⋄n←⍎⍞⋄(,((⍴i)⍴(⌽⍳n),1↓¯1↓⍳n)⊖(n,⍴i)⍴(n×⍴i)↑i)~' '

Если входная текстовая строка i и номер ключа n предварительно инициализированы, решение может быть сокращено на 9 символов. Запуск решения на примерах, приведенных в primo, дает идентичные ответы:

FOOBARBAZQUX
3
FAZOBRAQXOBU

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
4
AGMSYBFHLNRTXZCEIKOQUWDJPV

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
5
AIQYBHJPRXZCGKOSWDFLNTVEMU

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
6
AKUBJLTVCIMSWDHNRXEGOQYFPZ

При дальнейшем рассмотрении представляется более короткое решение на основе индексов:

i[⍋+\1,(y-1)⍴((n←⍎⍞)-1)/1 ¯1×1 ¯1+y←⍴i←⍞]

Python 2 , 124 + 179 = 303 байта

Encode:

lambda t,k:''.join(t[i+j]for r in R(k)for i in R(k-1,len(t)+k,2*k-2)for j in[r-k+1,k+~r][:1+(k-1>r>0)]if i+j<len(t))
R=range

Попробуйте онлайн!

Decode:

lambda t,k:''.join(t[dict((b,a)for a,b in enumerate(i+j for r in R(k)for i in R(k-1,len(t)+k,2*k-2)for j in[r-k+1,k+~r][:1+(k-1>r>0)]if i+j<len(t)))[m]]for m in R(len(t)))
R=range

Попробуйте онлайн!

MATL, 70 байт (всего)

f'(.{'iV'})(.{1,'2GqqV'})'5$h'$1'0'$2'0K$hYX2Get2LZ)P2LZ(!tg)i?&S]1Gw)

Попробуй на MATL Online
Попробуй несколько тестов

Принимает флаг как третий вход, Fчтобы зашифровать строку, Tчтобы расшифровать ее (спасибо Кевину Круйссену за эту идею).

Это началось с ответа Джулии, пока я не понял, что строгая типизация слишком мешает, особенно для расшифровки. Вот код Джулии, который у меня был для шифрования (перенесен в v0.6 для TIO):

Юлия 0,6 , 191 байт

!M=(M[2:2:end,:]=flipdim(M[2:2:end,:],2);M)
s|n=replace(String((!permutedims(reshape([rpad(replace(s,Regex("(.{$n})(.{1,$(n-2)})"),s"\1ø\2ø"),length(s)*n,'ø')...],n,:),(2,1)))[:]),"ø","")

Попробуйте онлайн!

Объяснение:

Железнодорожный забор

F . . . A . . . Z . . . .
  O . B . R . A . Q . X
    O . . . B . . . U

можно увидеть как чтение r = 3 символов ввода, затем чтение r-2 символов, добавление префикса и суффикса к пустым значениям (нулям), затем повторное чтение r символов и т. д., каждый раз создавая новый столбец:

F.A.Z.
OBRAQX
O.B.U.

затем реверсирует каждый второй столбец (поскольку зигзагообразная часть загона идет вверх, а не вниз, что имеет значение при r> 3), затем читает эту матрицу вдоль строк и удаляет фиктивные символы.

Дешифровка, похоже, не имела явных закономерностей, подобных этой, но при поиске по этому поводу я наткнулся на этот пост , в котором говорилось, что (а) это был хорошо известный и (возможно?) Опубликованный алгоритм для железнодорожных шифров, и ( б) дешифрование было простым повторным использованием того же метода, давая ему индексы строки и получая индексы этих индексов после шифрования, и читая зашифрованный текст в этих местах.

Поскольку дешифрование должно действовать, работая с индексами, этот код выполняет шифрование также путем сортировки индексов строки, а затем в этом случае просто индексации по этим переупорядоченным индексам.

              % implicit first input, say 'FOOBARBAZQUX'
f             % indices of input string (i.e. range 1 to length(input)
'(.{'iV'})(.{1,'2GqqV'})'5$h
              % Take implicit second input, say r = 3
              % Create regular expression '(.{$r})(.{1,$(r-2)})'
              % matches r characters, then 1 to r-2 characters
              %  (to allow for < r-2 characters at end of string)
'$1'0'$2'0K$h % Create replacement expression, '$1\0$2\0'
YX            % Do the regex replacement
2Ge           % reshape the result to have r rows (padding 0s if necessary)
t2LZ)         % extract out the even columns of that
P             % flip them upside down
2LZ(          % assign them back into the matrix
!             % transpose
tg)           % index into the non-zero places (i.e. remove dummy 0s)
i?            % read third input, check if it's true or false
&S]           % if it's true, decipherment needed, so get the indices of the 
              %  rearranged indices
1Gw)          % index the input string at those positions

int r=depth,len=plainText.length();
int c=len/depth;
char mat[][]=new char[r][c];
int k=0;
String cipherText="";
for(int i=0;i< c;i++)
{
 for(int j=0;j< r;j++)
 {
  if(k!=len)
   mat[j][i]=plainText.charAt(k++);
  else
   mat[j][i]='X';
 }
}
for(int i=0;i< r;i++)
{
 for(int j=0;j< c;j++)
 {
  cipherText+=mat[i][j];
 }
}
return cipherText;
}

Я хочу пояснить в этом коде.

Java 10, 459 451 445 439 327 байт

(s,k,M)->{int l=s.length,i=-1,f=0,r=0,c=0;var a=new char[k][l];for(;++i<l;a[r][c++]=M?s[i]:1,r+=f>0?1:-1)f=r<1?M?f^1:1:r>k-2?M?f^1:0:f;for(c=i=0;i<k*l;i++)if(a[i/l][i%l]>0)if(M)System.out.print(a[i/l][i%l]);else a[i/l][i%l]=s[c++];if(!M)for(r=c=i=0;i++<l;f=r<1?1:r>k-2?0:f,r+=f>0?1:-1)if(a[r][c]>1)System.out.print(a[r][c++]);}

-12 байт благодаря @ceilingcat .
-112 байт, объединяющих две функции с дополнительным флагом режима в качестве входных данных.

Функция принимает третий вход M. Если это так, trueон будет шифровать, и если это так, falseон будет расшифровываться.

Попробуйте онлайн.

Объяснение:

(s,k,M)->{              // Method with character-array, integer, and boolean parameters
                        // and no return-type
  int l=s.length,       //  Length of the input char-array
      i=-1,             //  Index-integer, starting at -1
      f=0,              //  Flag-integer, starting at 0
      r=0,c=0;          //  Row and column integers, starting both at 0
  var a=new char[k][l]; //  Create a character-matrix of size `k` by `l`
  for(;++i<l            //  Loop `i` in the range (-1, `l`):
      ;                 //    After every iteration:
       a[r][c++]=       //     Set the matrix-cell at `r,c` to:
         M?s[i++]       //      If we're enciphering: set it to the current character
         :1,            //      If we're deciphering: set it to 1 instead
       r+=f>0?          //     If the flag is 1:
           1            //      Go one row down
          :             //     Else (flag is 0):
           -1)          //      Go one row up
    f=r<1?              //   If we're at the first row:
       M?f^1            //    If we're enciphering: toggle the flag (0→1; 1→0)
       :1               //    If we're deciphering: set the flag to 1
      :r>k-2?           //   Else-if we're at the last row:
       M?f^1            //    If we're enciphering: toggle the flag (0→1; 1→0)
       :0               //    If we're deciphering: set the flag to 0
      :                 //   Else (neither first nor last row):
       f;               //    Leave the flag unchanged regardless of the mode
  for(c=i=0;            //  Reset `c` to 0
            i<k*l;i++)  //  Loop `i` in the range [0, `k*l`):
    if(a[i/l][i%l]>0)   //   If the current matrix-cell is filled with a character:
      if(M)             //    If we're enciphering:
        System.out.print(a[i/l][i%l]);}
                        //     Print this character
      else              //    Else (we're deciphering):
        a[r][i]=s[c++]; //     Fill this cell with the current character
  if(!M)                //  If we're deciphering:
    for(r=c=i=0;        //   Reset `r` and `c` both to 0
        i++<l           //   Loop `i` in the range [0, `l`)
        ;               //     After every iteration:
         f=r<1?         //      If we are at the first row:
            1           //       Set the flag to 1
           :r>k-2?      //      Else-if we are at the last row:
            0           //       Set the flag to 0
           :            //      Else:
            f,          //       Leave the flag the same
         r+=f>0?        //      If the flag is now 1:
             1          //       Go one row up
            :           //      Else (flag is 0):
             -1)        //       Go one row down
      if(a[r][c]>1)     //    If the current matrix-cell is filled with a character:
        System.out.print(a[r][c++]);}
                        //     Print this character