凱撒密碼加解密算法 Java 實現詳解

算法原理

凱撒密碼屬於替換加密，將字母表向後/前固定位移（如 +3）。經典版本僅處理英文字母，保持大小寫，非字母字符不變。

核心邏輯：邊界環繞處理

• 大寫：'X'(88)→'A'(65)、'Y'→'B'、'Z'→'C'（-23 等價於 +3 取模 26）
• 小寫：'x'(120)→'a'(97)、'y'→'b'、'z'→'c'
• 其餘字符：直接 ±3

完整實現

public class CaesarCipher {
    private static final int SHIFT = 3;

    public static char[] encrypt(String str) {
        char[] arr = str.toCharArray();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            char c = arr[i];
            if (c >= 'X' && c <= 'Z') arr[i] = (char) (c - 23);
            else if (c >= 'x' && c <= 'z') arr[i] = (char) (c - 23);
            else if (Character.isLetter(c)) arr[i] = (char) (c + SHIFT);
        }
        return arr;
    }

    public static char[] decrypt(String str) {
        char[] arr = str.toCharArray();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            char c = arr[i];
            if (c >= 'A' && c <= 'C') arr[i] = (char) (c + 23);
            else if (c >= 'a' && c <= 'c') arr[i] = (char) (c + 23);
            else if (Character.isLetter(c)) arr[i] = (char) (c - SHIFT);
        }
        return arr;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.println("1.加密  2.解密");
        int mode = in.nextInt(); in.nextLine(); // 消費換行
        System.out.print("輸入字符串：");
        String s = in.nextLine();
        char[] res = (mode == 1) ? encrypt(s) : decrypt(s);
        System.out.println("結果：" + new String(res));
        in.close();
    }
}

運行示例

輸入：Hello World!
加密：Khoor Zruog!
解密：Hello World!

String 常用 API 速查表

安全性註記

凱撒密碼屬於極弱加密，僅供教學演示。實際應用請使用 AES、RSA 等現代加密算法。