R. Chavarria's Blog

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solveet: cifrado cesar en python

Me gusta resolver problemas de programación regularmente para mejorar como programdor, y para ello uso la página Solveet. El problema que he solucionado esta semana es el del Cifrado César, y está englobado en la iniciativa 12meses12katas en la me gusta participar.

El cifrado César es muy simple: es un tipo de cifrado por sustitución en el que una letra en el texto original es reemplazada por otra letra que se encuentra un número fijo de posiciones más adelante en el alfabeto.

Decidí usar python para este problema porque quería profundizar un poco más en este lenguaje, que lo tengo muy verde y he escuchado maravillas de él, pero gracias a la solución del problema he aprendido un par de cosas del lenguaje: uso de la función map, y las funciones str.maketrans y str.translate.

Primera aproximación

Debido a mi poco conocimiento del lenguaje, mi primera aproximación al problema no es muy elegante, y tampoco usa muchas de las fortalezas de python. La verdad es que es una solución más al estilo de un lenguaje que conozco bastante mejor, Java.

Así pues, una vez publiqué mi solución, decidí echarle un vistazo a soluciones de otros usuarios. Encontré varias en python, y de ellas aprendí un par de cosas:

Uso de la función map

Python proporciona la función map(function, iterable, ...) (documentación), la cual llama a la función function para cada uno de los elementos de iterable (se pueden usar uno o varios iterables).

En un principio había pensado usar esta función. function sería el método que realiza el cifrado carácter a carácter e iterable sería la cadena de texto a cifrar. Pero el método que cifra necesita otro argumento, el desplazamiento, y no fuí capaz de averiguar por mí mismo cómo pasar este argumento a mi método usando map.

Lo descubrí gracias a la solución de climens, y aprovechando lo aprendido, mi solución ahora quedaría así:

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from string import ascii_lowercase as alphabet

def shift(character, offset):
  index = alphabet.find(character)
  if(index < 0): return character
  return alphabet[(index + offset) % len(alphabet)]

def cipher(message, offset):
  ciphered = map(shift, message, [offset] * len(message))
  return "".join(ciphered)

def decipher(message, offset):
  return cipher(message, -1 * offset)

# simple tests
assert "ibm" == cipher("hal", 1)
assert "hal" == decipher("ibm", 1)

El truco está en que a la función map le paso dos iterables: la cadena de texto, y un array de enteros de la misma longitud y cuyos elementos son todos iguales, el desplazamiento. ¡Qué sencillo ahora que lo sé!

Funciones str.maketrans y str.translate

Desconocía completamente la existencia de estas dos funciones, pero parecen haber sido diseñadas exclusivamente para el cifrado César. Las descubrí gracias a la solución de drabor

str.maketrans (documentación) crea un mapa para ser usado en str.translate (documentación), y ésta, al ser llamada sobre una cadena de caracteres, devuelve otra cadena donde cada carácter ha sido transladado según el mapa creado con maketrans.

Ahora sólo hace falta crear el mapa. Uso dos iterables: el alfabeto original, y el alfabeto transladado tantas posiciones como diga el desplazamiento del cifrado. De esta forma, con desplazamiento 1, la letra a corresponderá con la b y así sucesivamente. Pero todo ese trabajo lo hará translate, no nosotros.

Así queda la solución:

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from string import ascii_lowercase as alphabet

def cipher(message, offset):
  dictionary_mapping = str.maketrans(alphabet, alphabet[offset:] + alphabet[:offset])
  return message.translate(dictionary_mapping)

def decipher(message, offset):
  return cipher(message, -1 * offset)

# simple tests
assert "ibm" == cipher("hal", 1)
assert "hal" == decipher("ibm", 1)

Conclusión

Cualquiera de las dos soluciones me parece mucho mejor que la mía inicial, y me parecía que debía compartir lo aprendido al solucionar este problema.

Y tú, ¿Conoces python? ¿Te apetece participar en solveet? ¿Tienes alguna sugerencia para mejorar estas soluciones? Deja algún comentario. Si es respetuoso, será bienvenido.

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