1. 加密规则详解
本教程将实现一个遵循以下规则的字符串加密算法：
-
字母加密： 字母的加密值计算公式为 (字母在字母表中的顺序) * 10 + 4。
- 例如：'A' (第1个字母) -> 1 * 10 + 4 = 14
- 'B' (第2个字母) -> 2 * 10 + 4 = 24
- 'C' (第3个字母) -> 3 * 10 + 4 = 34
- 大小写字母均遵循此规则，但各自的顺序从1开始计算（即'a'是第1个，'A'也是第1个）。
- 数字处理： 任何数字字符（'0'到'9'）在加密后保持其原始值。
- 空格处理： 所有空格字符将被转换为 > 符号。
- 其他字符： 未明确规定的其他字符将保持其原始的ASCII/Unicode值，并以字符串形式输出。
2. 核心加密逻辑实现
我们将通过两个重载的 encrypt 方法来封装加密逻辑，一个用于处理特定基准的字母加密，另一个作为主分发器，根据字符类型调用不同的处理逻辑。
2.1 字母加密方法：encrypt(int ch, int base)
这个私有辅助方法负责计算字母的加密值。它接收两个参数：ch 表示待加密的字符（以其Unicode码点表示），base 表示计算字母顺序的基准字符（例如，对于小写字母是 'a'，对于大写字母是 'A'）。
static String encrypt(int ch, int base) {
// (ch - base + 1) 计算字母在字母表中的顺序
// 例如，如果 ch 是 'c' (ASCII 99)，base 是 'a' (ASCII 97)
// 99 - 97 + 1 = 3，表示 'c' 是第3个字母
return Integer.toString((ch - base + 1) * 10 + 4);
}2.2 主加密分发方法：encrypt(int ch)
这个方法是加密逻辑的核心，它判断输入字符的类型（大小写字母、数字、空格或其他），并调用相应的处理逻辑。
static String encrypt(int ch) {
if (Character.isLowerCase(ch)) {
// 如果是小写字母，以 'a' 为基准进行加密
return encrypt(ch, 'a');
} else if (Character.isUpperCase(ch)) {
// 如果是大写字母，以 'A' 为基准进行加密
return encrypt(ch, 'A');
} else if (Character.isDigit(ch)) {
// 如果是数字，直接将其转换为字符串
return Character.toString((char) ch);
} else if (Character.isWhitespace(ch)) {
// 如果是空格，返回 ">"
return ">";
}
// 对于其他未明确定义的字符，将其原始码点转换为字符串
// 实际应用中，可以根据需求定义更具体的处理方式
return Integer.toString(ch);
}- Character.isLowerCase(ch)：判断字符是否为小写字母。
- Character.isUpperCase(ch)：判断字符是否为大写字母。
- Character.isDigit(ch)：判断字符是否为数字。
- Character.isWhitespace(ch)：判断字符是否为空格字符。 这些 Character 类的方法极大地简化了字符类型的判断。
3. 完整代码示例
下面是实现上述加密逻辑的完整 Java 代码。
import java.util.Scanner; // 用于从用户获取输入
public class StringEncryptionTutorial {
/**
* 辅助方法：根据字母及其基准（'a'或'A'）计算加密值。
* 加密规则：(字母顺序) * 10 + 4
*
* @param ch 字符的Unicode码点
* @param base 字母表的基准字符（'a'或'A'）
* @return 加密后的字符串表示
*/
static String encrypt(int ch, int base) {
return Integer.toString((ch - base + 1) * 10 + 4);
}
/**
* 主加密方法：根据字符类型（字母、数字、空格等）分发加密逻辑。
*
* @param ch 字符的Unicode码点
* @return 加密后的字符串表示
*/
static String encrypt(int ch) {
if (Character.isLowerCase(ch)) {
return encrypt(ch, 'a');
} else if (Character.isUpperCase(ch)) {
return encrypt(ch, 'A');
} else if (Character.isDigit(ch)) {
// 数字字符直接转换为字符串
return Character.toString((char) ch);
} else if (Character.isWhitespace(ch)) {
// 空格转换为 ">"
return ">";
}
// 对于其他未处理的字符，将其Unicode码点转换为字符串
return Integer.toString(ch);
}
public static void main(String[] args) {
// 示例输入字符串
String inputString = "Flowers 4 You";
System.out.println("原始字符串: " + inputString);
System.out.print("加密结果 (流式API): ");
// 使用Java 8 Stream API处理字符串
// .codePoints() 返回一个IntStream，包含字符串中每个字符的Unicode码点
inputString.codePoints()
.forEach(ch -> System.out.print(encrypt(ch) + " "));
System.out.println(); // 换行
// 另一种处理方式：使用传统的for循环（更适合初学者理解）
System.out.print("加密结果 (for循环): ");
StringBuilder encryptedResult = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < inputString.length(); i++) {
char ch = inputString.charAt(i);
encryptedResult.append(encrypt(ch)).append(" ");
}
// 移除末尾可能多余的空格
if (encryptedResult.length() > 0) {
encryptedResult.setLength(encryptedResult.length() - 1);
}
System.out.println(encryptedResult.toString());
// 演示如何从用户获取输入
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("\n请输入一个字符串进行加密: ");
String userInput = scanner.nextLine();
System.out.print("您的输入加密结果: ");
userInput.codePoints()
.forEach(ch -> System.out.print(encrypt(ch) + " "));
System.out.println();
scanner.close(); // 关闭Scanner
}
}运行结果示例：
原始字符串: Flowers 4 You 加密结果 (流式API): 64 124124 154 234 54 184 194 > 4 > 254 154 214 加密结果 (for循环): 64 124124 154 234 54 184 194 > 4 > 254 154 214
4. 代码解析与注意事项
4.1 字符串迭代与 codePoints()
在 main 方法中，我们使用了 inputString.codePoints()。
- String.codePoints()：这个方法返回一个 IntStream，其中包含字符串中每个字符的 Unicode 码点。相比于 String.toCharArray()，codePoints() 更能正确处理 Unicode 补充字符（即那些需要两个 char 才能表示的字符，如一些表情符号）。对于本例中的英文字符，两者效果类似，但 codePoints() 提供了更好的通用性。
- .forEach(ch -> System.out.print(encrypt(ch) + " "))：这是 Stream API 的一个终端操作，它会遍历流中的每一个码点 ch，并对每个码点调用 encrypt(ch) 方法进行加密，然后打印结果，并在每个加密值后添加一个空格。
4.2 传统 for 循环实现
为了方便初学者理解，代码中也展示了使用传统 for 循环实现相同逻辑的方式。
- inputString.charAt(i)：通过索引逐个获取字符。
- StringBuilder：用于高效地构建结果字符串，避免在循环中频繁创建新的 String 对象，从而提高性能。
- encryptedResult.setLength(encryptedResult.length() - 1);：这一行代码用于在构建完字符串后，移除末尾多余的一个空格，使输出格式更整洁。
4.3 用户输入处理
为了使程序更具交互性，我们引入了 java.util.Scanner 类来从控制台获取用户输入。
- Scanner scanner = new Scanner(System.in);：创建一个 Scanner 对象，用于读取标准输入。
- scanner.nextLine();：读取用户输入的一整行字符串。
- scanner.close();：在程序结束时关闭 Scanner 对象，释放系统资源。
4.4 健壮性与扩展
- 字符集支持： codePoints() 方法天生支持完整的 Unicode 字符集，使得此加密逻辑在处理包含非ASCII字符的字符串时也表现良好。
-
未知字符处理： 当前的 encrypt(int ch) 方法中，对于既非字母、数字也非空格的字符，会将其原始 Unicode 码点转换为字符串输出。在实际应用中，您可以根据需求定义更复杂的处理规则，例如：
- 抛出异常
- 返回一个特定的占位符（如 ?）
- 直接忽略这些字符
- 性能优化： 对于非常长的字符串，流式 API 和 StringBuilder 都能提供较好的性能。
5. 总结
本教程详细演示了如何根据自定义规则实现一个字符串加密算法。通过学习，您应该掌握了：
- 使用 Character 类的方法（如 isLowerCase, isUpperCase, isDigit, isWhitespace）进行字符类型判断。
- 通过方法重载和分发逻辑来组织复杂的处理流程。
- 利用 String.codePoints() 和 Stream API（或传统的 for 循环）高效地遍历和处理字符串中的字符。
- 使用 Scanner 从用户获取输入，以及 StringBuilder 进行高效的字符串拼接。
这个示例为初学者提供了一个坚实的基础，您可以根据需要在此基础上扩展和改进，例如增加更多的加密规则、实现解密功能，或者处理更复杂的字符编码问题。
