c - 将 int 添加到字符会产生意想不到的结果

Question

我正在使用凯撒密码加密一条消息(仅包含字母和数字)并反转结果。当我移动一定数量的字母时，如果该数字为负数，则移动将向左。为了简化这种情况，我尝试使用模，以便结果将是右移，从而得到所需左移的结果。问题是，当我将字符的值增加一个 int 时，结果有时会高于应有的值。例如，当我将 19 添加到等于“l”(小写“L”)的字符时，结果相当于 177 的 char。

我尝试过使用除 int 之外的所有其他数据类型，但它们都会导致相同的问题。使用不属于数组的单个字符进行测试，其功能正常。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
char valid(char pass[16])
{
    if(strlen(pass)<8)return 0;
    char oka=0, okA=0, ok0=0, okspc=0;
    for(int i=0;i<strlen(pass);i++)
        if(pass[i]==' ')
            return 0;
        else if(pass[i]>='a'&&pass[i]<='z')
            oka=1;
        else if(pass[i]>='A'&&pass[i]<='Z')
            okA=1;
        else if(pass[i]>='0'&&pass[i]<='9')
            ok0=1;
        else
            okspc=1;
        return (oka&&okA&&ok0&&okspc);
}
int modulo(int x, int y){
    return (x%y+y)%y;
}
void encrypt(char *msg, int shift)
{
    int shifta=modulo(shift, 26), shiftd=modulo(shift, 10);
    for(int i=0;i<strlen(msg);i++)
        if(msg[i]>='A'&&msg[i]<='Z')
        {
            msg[i]+=shifta; ///Problematic line
            if(msg[i]>'Z')
                msg[i]-=26;
            /*else if(msg[i]<'A')
                msg[i]+=26;*/
        }
        else if(msg[i]>='a'&&msg[i]<='z')
        {
            msg[i]+=shifta; ///Other problematic line
            if(msg[i]>'z')
                msg[i]-=26;
            /*else if(msg[i]<'a')
                msg[i]+=26;*/
        }
        else if(msg[i]>='0'&&msg[i]<='9')
        {
            msg[i]=(int)msg[i]+shiftd;
            if(msg[i]>'9')
                msg[i]-=10;
            /*else if(msg[i]<'0')
                msg[i]+=10;*/
        }
    strrev(msg);
}
int main()
{
    char msg[255], pass[16], aux[16];
    int shift;
    printf("Enter password (max 16 characters): ");
    fgets(pass, 16, stdin);
    while(!valid(pass))
    {
        system("cls");
        printf("Password is not valid, please retry.\nEnter password: ");
        fgets(pass, 16, stdin);
    }
    system("cls");
    printf("Password is valid!\nPlease type in a message to encrypt/decrypt (max 255 characters):\n");
    fgets(msg, 255, stdin);
    printf("Please enter caesar encryption/decryption shift: ");
    scanf("%d", &shift);
    system("cls");
    getchar();
    printf("Thank you!\nPlease enter the password: ");
    fgets(aux, 16, stdin);
    while(strcmp(pass, aux))
    {
        system("cls");
        printf("Password is wrong, please retry.\nEnter password: ");
        fgets(aux, 16, stdin);
    }
    system("cls");
    encrypt(msg, shift);
    printf("Password is correct!\nThe encrypted/decrypted message:\n%s", msg);
    return 0;
}

我无法从控制台检索输出，因为它打印了一些奇怪的字符。

Answer 1

您关于未使用正确数据类型的预感是正确的。这里:

    msg[i] = msg[i] + shifta;

您正在使用 char 进行计算，该字符在您的系统上可能是有符号的。字母表后部的小写字母如果具有足够高的移位，将超出最大可能值 127 并导致负值。用于将字母移回有效范围的比较不会成立:负值永远不会大于 'z'。

您可以使用中间 int 变量来修复此问题:

    int x = msg[i] + shifta;

    if (x > 'z') x -= 26;
    if (x < 'a') x += 26;

    msg[i] = x;

另一种可能性是一次性进行算术运算，这样中间结果就不会因为存储在更窄的数据类型中而被截断:result

    msg[i] = 'a' + (msg[i] - 'a' + shifta) % 26;