public class CaesarCipherDemo {/*** 加密方法* @param plaintext 明文* @param shift 移位数（1-25）* @return 密文*/public static String encrypt(String plaintext, int shift) {if (plaintext == null || plaintext.isEmpty()) {return "";}// 确保移位数在有效范围内shift = shift % 26;if (shift < 0) {shift += 26;}StringBuilder ciphertext = new StringBuilder();for (char c : plaintext.toCharArray()) {if (Character.isLetter(c)) {// 处理大写字母if (Character.isUpperCase(c)) {ciphertext.append((char) ('A' + (c - 'A' + shift) % 26));} // 处理小写字母else {ciphertext.append((char) ('a' + (c - 'a' + shift) % 26));}} else {// 非字母字符直接保留ciphertext.append(c);}}return ciphertext.toString();}/*** 解密方法* @param ciphertext 密文* @param shift 移位数（1-25）* @return 明文*/public static String decrypt(String ciphertext, int shift) {// 解密就是用负的移位数进行加密return encrypt(ciphertext, -shift);}public static void main(String[] args) {// 测试用例String[] testCases = {"Hello, World!","Secret Message 123","Java Programming","凯撒加密算法","ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"};int shift = 3;  // 经典的凯撒位移量System.out.println("凯撒加解密演示（位移量：" + shift + "）");System.out.println("================================");for (String original : testCases) {String encrypted = encrypt(original, shift);String decrypted = decrypt(encrypted, shift);System.out.println("\n原始文本: " + original);System.out.println("加密结果: " + encrypted);System.out.println("解密结果: " + decrypted);System.out.println("解密验证: " + (original.equals(decrypted) ? "成功" : "失败"));}// 验证不同位移量System.out.println("\n=== 不同位移量验证 ===");testDifferentShifts("Security Test", new int[]{1, 5, 13, 25, -3, 29});}/*** 测试不同位移量的效果*/public static void testDifferentShifts(String text, int[] shifts) {for (int shift : shifts) {String encrypted = encrypt(text, shift);String decrypted = decrypt(encrypted, shift);System.out.println("\n位移量: " + shift);System.out.println("加密结果: " + encrypted);System.out.println("解密结果: " + decrypted);}}
}



凯撒加解密演示（位移量：3）
================================原始文本: Hello, World!
加密结果: Khoor, Zruog!
解密结果: Hello, World!
解密验证: 成功原始文本: Secret Message 123
加密结果: Vhfuhw Phvvdjh 123
解密结果: Secret Message 123
解密验证: 成功原始文本: Java Programming
加密结果: Mdyd Surjudpplqj
解密结果: Java Programming
解密验证: 成功原始文本: 凯撒加密算法
加密结果: dqyahz
解密结果: anvxew
解密验证: 失败原始文本: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
加密结果: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
解密结果: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
解密验证: 成功=== 不同位移量验证 ===位移量: 1
加密结果: Tfdvsjuz Uftu
解密结果: Security Test位移量: 5
加密结果: Xjhzwnyd Yjxy
解密结果: Security Test位移量: 13
加密结果: Frphevgl Grfg
解密结果: Security Test位移量: 25
加密结果: Rdbtqhsx Sdrs
解密结果: Security Test位移量: -3
加密结果: Pbzrofqv Qbpq
解密结果: Security Test位移量: 29
加密结果: Vhfxulwb Whvw
解密结果: Security TestProcess finished with exit code 0


加密函数：encrypt方法实现了凯撒加密，支持以下特性：

处理大写和小写字母（保持原始大小写）

保留非字母字符（如数字、标点、空格等）

自动处理超出范围的移位值（如30等价于4）

解密函数：decrypt方法通过使用负位移量调用加密函数实现解密

主程序演示：

使用经典的3位移量进行标准测试

验证不同类型的输入（包含特殊字符、纯字母等）

测试多种位移量（包括负数和大于26的值）

扩展测试：testDifferentShifts方法展示了：

ROT13（移位13）的经典变体

边界情况（移位1和25）

负位移值

超过26的位移值

凯撒密码的特点：

属于单表替换密码

密钥空间只有26种可能（实际有效密钥为25个）

安全性较低，可通过暴力破 jie（枚举所有26种可能）

适合教学和简单场景，不适合安全敏感场景

该实现简单直观地展示了凯撒密码的基本原理和实现方式，可以直接运行查看加密解密效果。


对称加密特征：

加密和解密使用相同的密钥（或可通过简单推导得到的密钥）。

在凯撒算法中，加密使用移位数（如 shift=3），解密时使用负的移位数（如 shift=-3 或等效的 shift=23）。

密钥空间是同一个移位值，加密和解密逻辑共享该密钥。

非对称加密对比：

非对称加密需要公钥（公开加密）和私钥（保密解密），例如 RSA 算法。

凯撒算法没有公私钥的概念，因此不属于非对称加密。

代码验证：

加密方法：encrypt(plaintext, shift)

解密方法：decrypt(ciphertext, shift) → 本质是 encrypt(ciphertext, -shift)

加密和解密密钥（shift）是同一值的不同方向应用。

举个例子：

明文：HELLO

加密：shift=3 → 密文 KHOOR

解密：shift=-3（或 shift=23）→ 还原为 HELLO

总结：

凯撒算法是典型的对称加密技术，因其加解密过程依赖相同的密钥（移位数）。由于其密钥空间仅 25 种有效组合（移位 1-25），安全性较低，但适合作为加密算法的基础教学示例。