C語言資料加密實戰：五位整數加密演算法完整解析

題目需求

輸入一個五位整數，按以下規則加密：

1. 每位數字加 6
2. 用和除以 8 的餘數取代該數字（即 (digit + 6) % 8）
3. 交換第 1 位與第 5 位，第 2 位與第 4 位

演算法步驟拆解

原始數字：d1 d2 d3 d4 d5  (d1 為萬位，d5 為個位)

步驟 1：拆解數字到陣列 a[0..4]
a[0] = d5 (個位)
a[1] = d4 (十位)
a[2] = d3 (百位)
a[3] = d2 (千位)
a[4] = d1 (萬位)
→ 陣列索引 0 對應個位，方便後續處理

步驟 2：加密變換
for i = 0..4:
    a[i] = (a[i] + 6) % 8

步驟 3：位置交換
swap(a[0], a[4])  // 個位 ↔ 萬位
swap(a[1], a[3])  // 十位 ↔ 千位
// a[2] (百位) 不動

步驟 4：重組結果
result = a[4]*10000 + a[3]*1000 + a[2]*100 + a[1]*10 + a[0]

完整標準 C 實作

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define N 5

// 將五位整數拆解到陣列，索引 0 為個位
void decompose(int num, int digits[N]) {
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        digits[i] = num % 10;
        num /= 10;
    }
}

// 加密變換：(digit + 6) % 8
void encrypt_transform(int digits[N]) {
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        digits[i] = (digits[i] + 6) % 8;
    }
}

// 位置交換：1↔5, 2↔4 (陣列索引 0↔4, 1↔3)
void swap_positions(int digits[N]) {
    int t = digits[0]; digits[0] = digits[4]; digits[4] = t;
    t = digits[1]; digits[1] = digits[3]; digits[3] = t;
}

// 陣列重組為整數
int compose(const int digits[N]) {
    int result = 0;
    for (int i = N - 1; i >= 0; --i) {
        result = result * 10 + digits[i];
    }
    return result;
}

int encrypt_number(int num) {
    int digits[N];
    decompose(num, digits);
    encrypt_transform(digits);
    swap_positions(digits);
    return compose(digits);
}

int main() {
    int input;
    printf("請輸入一個五位整數：");
    if (scanf("%d", &input) != 1) return 1;
    
    // 驗證輸入為五位正整數 (10000-99999)
    if (input < 10000 || input > 99999) {
        printf("Error Data: 輸入必須為五位正整數\n");
        return 1;
    }

    int encrypted = encrypt_number(input);
    printf("加密結果：%05d\n", encrypted);  // %05d 補齊前導零
    return 0;
}

測試驗證

原始代碼問題分析

題目提供的代碼存在多個問題：

• #include"stdio.h" → 應為 <stdio.h>
• 全域陣列 int a[N] 耦合度高，函數間隱性依賴
• copy 函數邏輯混亂：a[N-i-1] = d%10 實際上是逆序存放，但迴圈條件與索引運算易出錯
• void main() 非標準，應為 int main()
• getch() 非標準 (conio.h)，可移植性差
• 輸入驗證 if(d<=9999) 不完整，未檢查上界 99999

最佳實踐總結

1. 單一職責：拆解、變換、交換、重組各自獨立函數，易測試、易維護。
2. 避免全域變數：透過參數傳遞陣列，降低耦合。
3. 輸入驗證完整：檢查位數範圍、非數字輸入。
4. 輸出格式化：%05d 保證五位輸出含前導零。
5. 標準 C：無 conio.h、getch()，純 stdio.h，跨平台編譯。

延伸思考

• 此加密為可逆嗎？是，因 (x+6)%8 在模 8 下可逆（逆運算：(y+2)%8），交換操作也是自逆的。
• 若輸入非五位數？擴充為字串處理任意長度。
• 安全性極低，僅供教學演示置換與替換密碼基本概念。