Javaで、シーザー暗号化・複合化プログラムについて

Question

Javaで、シーザー暗号化・複合化プログラムを作成せよ。という問題についてですが、普通に作ることはできたのですが、これをアルファベット以外はそのまま、keyは0～9の数値としたいのですが、どうしたらよいでしょうか。どうか回答よろしくお願いいたします。(Zの次はA、zの次はaというように。keyはずらす文字数のことです)

アルファベットのみ暗号化させるためにinputDataに1文字入っているとして、if( inputData >='A' && inputData <='z' ) {の一文を下の方の// 暗号化処理,// 復号化処理のそれぞれ2行下にそれぞれ付け加えておきましたが、うまく動作しません。

ソースコードは以下の通りです。

import java.awt.GridLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

import javax.swing.BoxLayout;
import javax.swing.ButtonGroup;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JRadioButton;
import javax.swing.JTextField;

public class Caesar extends JFrame implements ActionListener{

public static void main(String[] args) {
	// 自身のインスタンスを生成
	new Caesar("シーザー暗号化・復号化プログラム");
}

// 暗号化、復号化のラジオボタン
JRadioButton rb1 = new JRadioButton("暗号化",true);
JRadioButton rb2 = new JRadioButton("復号化");

// テキストフィールド
JTextField  txtField_input = new JTextField(50);
JTextField  txtField_output = new JTextField(50);
JTextField  txtField_key = new JTextField(3);

// 変換ボタン
JButton     btn_convert = new JButton("変換");

// コンストラクタ
Caesar(String str){
	ButtonGroup bg = new ButtonGroup();  // ラジオボタンのグループ作成
	JPanel  p1 = new JPanel();    // パネル(ラジオボタンを載せる)
	JPanel  p2 = new JPanel();    // 入力部分のコンポネートを載せる
	JPanel  p3 = new JPanel();    // キー入力と変換ボタンを載せる
	JPanel  p4 = new JPanel();    // p2とp3のパネルを載せる
	JPanel  p5 = new JPanel();    // 出力部分のコンポーネントを載せる

	JLabel    lbl_input = new JLabel("入力:");
	JLabel    lbl_key = new JLabel("key:");
	JLabel    lbl_output = new JLabel("暗号・復号化:");

	super.setTitle(str);         // ウィンドウのタイトルを設定

	txtField_key.setText("3");  // Keyのデフォルト値

	btn_convert.addActionListener(this); // イベントリスナを登録

	bg.add(rb1);
	bg.add(rb2);

	p1.setLayout(new GridLayout(2,1));
	p1.add(rb1);
	p1.add(rb2);

	p2.setLayout(new BoxLayout(p2, BoxLayout.X_AXIS));
	p2.add(lbl_input);
	p2.add(txtField_input);

	p3.setLayout(new BoxLayout(p3, BoxLayout.X_AXIS));
	p3.add(lbl_key);
	p3.add(txtField_key);
	p3.add(btn_convert);

	p4.setLayout(new GridLayout(2,1));
	p4.add(p2);
	p4.add(p3);

	p5.setLayout(new BoxLayout(p5, BoxLayout.X_AXIS));
	p5.add(lbl_output);
	p5.add(txtField_output);

	getContentPane().setLayout(new GridLayout(3, 1));
	getContentPane().add(p1);
	getContentPane().add(p4);
	getContentPane().add(p5);

	// Xボタン処理
	setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

	// Windowサイズを指定
	setSize(640,240);

	// ウィンドウを表示
	setVisible(true);
}

public void actionPerformed(ActionEvent e){
	if(e.getSource() == btn_convert){
		String inputData, inputKey;
		String outputData="";
		int    key;

		// 入力値を読み込む
		inputData = txtField_input.getText();
		inputKey = txtField_key.getText();
		key = Integer.parseInt(inputKey);

		if(rb1.isSelected()){
			// 暗号化処理
			for (int i=0; i<inputData.length(); i++) {
                if( inputData >='A' && inputData <='z' ) {

				outputData = outputData +
					String.valueOf((char)(inputData.charAt(i) + key));
			}
			txtField_output.setText(outputData);
		}

		if(rb2.isSelected()){
			// 復号化処理
			for (int i=0; i<inputData.length(); i++) {
                if( inputData >='A' && inputData <='z' ) {
				outputData = outputData +
					String.valueOf((char)(inputData.charAt(i) - key));
			}
			txtField_output.setText(outputData);
		}
	}
}

}

Answer 1

大げさかもしれませんが、暗号・複合処理をクラスにしてみました。

class Trans {
    private final int key;
    private final String fromStr = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    private final String toStr;

    Trans(int key) {
        if ((key < 0) || (9 < key)) {
            throw new IllegalArgumentException("Bad key:" + key);
        }
        this.key = key % fromStr.length();
        this.toStr = this.fromStr.substring(this.key) + this.fromStr.substring(0, this.fromStr.length() - this.key);
    }

    private String trans(String str, String fromStr, String toStr) {
        String ans = "";
        char[] cArray = str.toCharArray();
        for (char ch : cArray) {
            char ch2 = ch;
            int p = this.fromStr.indexOf(ch);
            if (p != -1) {
                ch2 = this.toStr.charAt(p);
            }
            ans += ch2;
        }
        return ans;
    }

    public String encode(String str) {
        return trans(str, this.fromStr, this.toStr);
    }

    public String decode(String str) {
        return trans(str, this.toStr, this.fromStr);
    }
}

public class TransApp {
    public static void main(String args[]) {
        Trans trans = new Trans(3);
        String str = "ABCabcあい";
        String enc = trans.encode(str);
        String dec = trans.decode(enc);
        System.out.println(str + " -> " + enc + " -> " + dec);
    }
}

実行した時の出力

ABCabcあい -> DEFdefあい -> ABCabcあい

Answer 2

keyは普通に負の数と10以上の数をエラー扱いにしたらいい．

static char[][] RANGE = {{'a', 'z'}, {'A', 'Z'}};

static char slide(char c, int key)
{
    int ret = c + key;
    for(char[] t : RANGE) {
        if(c >= t[0] && c <= t[1]) {
            if(ret < t[0]) ret = t[1] - (t[0] - ret);
            if(ret > t[1]) ret = ret - t[1] + t[0];
            return (char)ret;
        }
    }
    return c;
}

static String encrypt(String str, int key)
{
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    str.chars().forEach(c -> sb.append(slide((char)c, key)));
    return sb.toString();
}

static String decrypt(String str, int key)
{
    return encrypt(str, -key);
}

Answer 3

- String.valueOf((char)(inputData.charAt(i) + key));
+ String.valueOf((char)shift(inputData.charAt(i),key));

- String.valueOf((char)(inputData.charAt(i) - key));
+ String.valueOf((char)shift(inputData.charAt(i),26-key));

 int shift(char c, int key) { return
    c <  'A' ? c :
    c <= 'Z' ? (c + key - 'A') % 26 + 'A' :
    c <  'a' ? c :
    c <= 'z' ? (c + key - 'a') % 26 + 'a' : c;
};

解説はしない。「keyは0～9」は無視した。