信息安全算法設計實驗報告

PAGE15-實驗總成績：實驗總成績：——————————————————————————裝訂線—————————————————————————————————報告份數(shù)報告份數(shù)：信息安全算法設計實驗報告專業(yè)班級：學生姓名：學號(班內(nèi)序號):年月日【實驗內(nèi)容】根據(jù)題目的要求，編程實現(xiàn)相關信息安全的基本算法，編程語言不限?！緦嶒灂r間和地點安排】時間：課內(nèi)上機時間地點：信息安全實驗室指導老師：XX【實驗題目及要求】（一）DNA序列1.輸出附件DNA.txt文件中每種DNA堿基三聯(lián)體的個數(shù)。從AAA到TTT,一共64種三聯(lián)體。2.算法代碼：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>intmain(){ intA[4][4][4]={0}; intd[3]; charr[4]={'A','C','G','T'}; intindex; inti,j,k,m; FILE*fp; doublestart,finish; charch; intisLEGAL[256];//對可能出現(xiàn)的ASCII符號判斷并求值,一身二任 start=clock(); for(i=0;i<256;i++) isLEGAL[i]=-1; //以下是合法值映射,非法值映射到-1上 isLEGAL['A']=0; isLEGAL['C']=1; isLEGAL['G']=2; isLEGAL['T']=3; fp=fopen("DNA.txt","r"); m=0; ch=fgetc(fp); while(ch!=EOF) { index=isLEGAL[ch]; if(index>-1) { d[m]=index; ++m; } if(m==3) { ++A[d[0]][d[1]][d[2]]; m=0; } ch=fgetc(fp); } for(i=0;i<4;++i) for(j=0;j<4;++j) for(k=0;k<4;++k) printf("%c%c%c:%d\t",r[i],r[j],r[k],A[i][j][k]); fclose(fp); printf("\n"); finish=clock(); printf("時間:%.3fms",finish-start); return0;}3.實驗結果：4．實驗心得：通過這次實驗，我體會到做完測試實驗并非不容易成功，遍歷算法對實驗的影響，處理文件的速度不一樣。我曾經(jīng)用ifelseif和switch來用來判斷，發(fā)現(xiàn)ifelse竟然比switch運行的時間快。所以在判斷ifelse-if和switch的運行速度的時候不能單純說誰快誰慢。隨后聽老師用以上的的映射后，其中判斷的跳轉(zhuǎn)很簡單。這種映射的方法能很快速的解決多路分支的問題。（二）二維求和問題

1.設已定義某int型二維向量a，且對其任意元素a[i][j]賦值為i*j+j+1，則求部分和s[i][j]=。2.實驗代碼#include<iostream>#include<vector>#include<iomanip>usingnamespacestd;usingstd::vector;voidperfixsum(constvector<vector<int>>&A,vector<vector<int>>&S,constintu,constintv){ inti; S=A; for(i=0;i<u;i++) for(intj=1;j<v;j++) S[i][j]+=S[i][j-1]; for(i=1;i<u;i++) for(intj=0;j<v;j++) S[i][j]+=S[i-1][j];}voidmain(){ intu,v,sum=1; cout<<"請輸入矩陣的行列"<<endl; cin>>u>>v; vector<vector<int>>a(u); vector<vector<int>>s(u); for(size_ti=0;i<u;i++) { a[i].resize(v); for(size_tj=0;j<v;j++) a[i][j]=sum++; } perfixsum(a,s,u,v); for(i=0;i<u;i++) { for(size_tj=0;j<v;j++) cout<<setw(5)<<s[i][j]; cout<<endl; }}3.實驗結果4．實驗心得通過這次實驗，我個人得到不少收獲，培養(yǎng)綜合應用相關知識來解決測試問題的基礎理論,培養(yǎng)在實踐中研究問題，分析問題和解決問題的能力。因為做的是2維的，只是在一維求和的基礎上，把n行的數(shù)加上n-1行的數(shù)，就得到了，第n行的數(shù)據(jù)。（三）隨機行走1.我們面對一個有許多小瓷磚拼起來的三角形區(qū)域，每塊是邊長為一的等邊三角形，K只小蟲在此區(qū)域內(nèi)隨機行走，小蟲可以停留在原來的區(qū)域內(nèi)，也可以走到與原來相鄰的三個區(qū)域內(nèi)，即共有四種選擇。每次模擬過程中，小蟲需要多少步才能把整個區(qū)域走完，若能走遍，輸出每只小蟲到小瓷磚的次數(shù)，若不能走遍，說出理由。2.實驗代碼#include<vector>#include<ctime>#include<iostream>#include<iomanip>usingstd::vector;usingnamespace::std;main(){ inti,j,n,flag=1,p,q; intdata; cout<<"請輸入階數(shù)"<<endl; cin>>n; vector<vector<int>>mat(n);//2維向量 for(i=0;i<n;i++) { mat[i].resize(2*i+1); for(j=0;j<2*i+1;j++) mat[i][j]=0; } mat[0][0]=1; i=0;j=0; srand((unsigned)time(NULL));//隨機數(shù) while(flag) { data=rand()%4; switch(data) { case0:mat[i][j]++;break;//在原地 case1:{ j--;//左移 if(j<0)//發(fā)生越界回到原來的地方 {j++;} mat[i][j]++;break; } case2:{ j++;//右移 if(j>2*i)j--; mat[i][j]++;break; } case3: { if(!(j%2))//j為偶數(shù)是上三角形,下移 {i++,j++; if(i>=n) {i--;j--;} } else { i--,j--; if(i<0) {i++;j++;} } mat[i][j]++; } } flag=0; for(p=0;p<n;p++) { for(q=0;q<2*p+1;q++) if(mat[p][q]==0) {flag=1;p=n;q=2*p;} } } for(i=0;i<n;i++) { for(j=0;j<2*i+1;j++) cout<<setw(4)<<mat[i][j]; cout<<endl; }}3.實驗結果4.實驗心得在做實驗前，一定要將課本上的知識吃透，因為這是做好實驗的基礎，否則就會使實驗難度加大，浪費做實驗的時間。這次沒有考慮算法的時間。這種用時間的為種子的隨機數(shù)是真正的隨機數(shù)，在實驗中的跳轉(zhuǎn)，沒有想到好的映射的方法，所以選用了switch。實驗中，小蟲碰壁時也就是小蟲移動位置在向量外，視為沒有移動。最主要是要寫出每個數(shù)字所對應的下邊移動的方向。向量也比用數(shù)組方便，和節(jié)約資源。（四）幻方

1.所謂幻方，就是一個n行n列的正方形，共有n2個格子，將1、2、3、……、n2這些數(shù)字放到這些格子里，使其每行的和、每列的和及兩條對角線的和都是一個相同的數(shù)S，S稱為幻和。找到所有的符合條件的幻方。2.實驗代碼#include<iostream>#include<vector>#include<ctime>#include<iomanip>usingstd::vector;usingnamespace::std;intn;voidpermute(vector<int>&a,intk){ size_ti;//計數(shù)變量 intswapTemp;//交換首元素暫時存變量 intconstsum=n*(1+n*n)/2; intsum1=0; if(k==a.size()) //到終止條件，則在屏幕上輸出某一個排列 { for(i=0;i<n;i++)//斜向 {sum1+=a[i*n+i];} if(sum!=sum1) return; for(i=0;i<a.size();i++) { cout<<setw(3)<<a[i]; if((i+1)%n==0) cout<<endl; } cout<<endl; } else//未到終止條件，用輪換首元素的方式繼續(xù)遞歸 for(i=k;i<a.size();i++) { //先把首元素a[k]與后面的元素交換 swapTemp=a[k]; a[k]=a[i]; a[i]=swapTemp; if((k+1)%n==0)//橫向 { for(inti=0;i<n;i++) sum1+=a[k-i]; if(sum!=sum1) {sum1=0;gotoloop;} sum1=0; } if(k>=n*(n-1))//縱向 { intm=k-n*(n-1); for(inti=0;i<n;i++) sum1+=a[k-i*n]; if(sum!=sum1) {sum1=0;gotoloop;} sum1=0; } if(k==n*(n-1))//對角線 {for(inti=0;i<n;i++) sum1+=a[(i+1)*(n-1)]; if(sum!=sum1) {sum1=0;gotoloop;} sum1=0; } //用遞歸產(chǎn)生此情況下的排列 permute(a,k+1); //再把首元素換回來以進行下次交換loop: swapTemp=a[k]; a[k]=a[i]; a[i]=swapTemp; }}intmain(){ clock_tstart,finish; doubleduration; cout<<"請輸入階數(shù)"<<endl; cin>>n; vector<int>data(n*n); for(size_ti=0;i<data.size();i++) data[i]=i+1; start=clock(); permute(data,0); finish=clock(); duration=(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC; printf("%fseconds\n",duration); return0;}3.實驗結果4階耗時太長，沒有給出結果4.實驗心得及思路在實驗過程中我受益匪淺，運用permute來實現(xiàn)對n*n個元素的全排列，在選擇的時候采用的是排列好n個元素時，判斷這一行的元素和是否是幻和。如果不是就跳過下面所有以這n個元素為頭的排列。在一列排好后也是同樣的驗證方法。有個特殊的點就是負對角線，我也加了一個判斷。程序中不足的地方就是，前兩種判斷最多有一種會執(zhí)行，最后一個在一個排列中只會執(zhí)行一次，所以可以改進至一個選擇而不是三種判斷。另外本代碼中，用到了goto語句實現(xiàn)了跳過錯誤的排列，曾經(jīng)想過在permute(a,k