CS50x Caesar密码程序加密异常：特定字符输出乱码求助

我正在完成CS50x课程Problem Set 2的Caesar密码实现任务，需编写加密消息的程序caesar.c。当输入明文"world, say hello"、密钥为12时，程序输出不符合预期，字符w和y的位置出现问号乱码。以下是我的代码：

#include<stdio.h>
#include<cs50.h>
#include<ctype.h>
#include<string.h>

int main(int argc,string argv[]){    

    if(argc==2)  //to make sure there's only one string after ./caesar
    {
        int digit=0,key=0;

        for(int i=0,n=strlen(argv[1]);i<n;i++)
        {
            if(argv[1][i]>='0' && argv[1][i]<='9')
            {
                digit= argv[1][i]-'0';
                key=key*10+digit;
            }
            else{
                printf("Usage: ./caesar key\n");
                return 1;
            }
        }

        string text=get_string("plainttext:  ");
        printf("ciphertext: ");

        key=key%26;

        for(int i=0,n=strlen(text);i<n;i++){
            if(islower(text[i]))
            {
                text[i]=text[i]+key;
                if(text[i]>'Z')
                {
                    text[i]=text[i]-26;
                }
                printf("%c",(char)text[i]);
            }
            else if(isupper(text[i]))
            {
                text[i]=text[i]+key;
                if(text[i]>'Z')
                {
                    text[i]=text[i]-26;
                }
                printf("%c",(char)text[i]);
            }
            else
                printf("%c",(char)text[i]);
        }

        printf("\n %i",key);
        return 0;
    }
    else{
        printf("Usage: ./caesar key\n");
        return 1;
    }
}

问题原因分析 #

1. 小写字母溢出判断逻辑错误：处理小写字母时，代码用text[i] > 'Z'作为回绕判断条件，但'Z'是大写字母的ASCII值（90），而小写字母的ASCII值本身就大于90，导致所有小写字母加密都会触发减26操作。更严重的是，当text[i]+key超过有符号char的最大值127时，会产生溢出变成负数，打印时就会出现问号乱码。比如小写w（ASCII 119）加12后是131，超出有符号char范围，数值异常导致乱码。
2. 直接字符相加易触发溢出：直接对char类型的字符做加法运算，一旦结果超出char的取值范围，就会出现未定义的数值异常。

修正方案 #

采用索引转换法彻底避免溢出问题：先将字母转换为0-25的索引，计算加密后的索引后再转回对应字符：

• 小写字母：(text[i] - 'a' + key) % 26 + 'a'
• 大写字母：(text[i] - 'A' + key) % 26 + 'A'

修正后的核心代码片段 #

for(int i=0,n=strlen(text);i<n;i++){
    if(islower(text[i]))
    {
        int idx = text[i] - 'a';
        idx = (idx + key) % 26;
        printf("%c", idx + 'a');
    }
    else if(isupper(text[i]))
    {
        int idx = text[i] - 'A';
        idx = (idx + key) % 26;
        printf("%c", idx + 'A');
    }
    else
        printf("%c", text[i]);
}

修正后，输入明文"world, say hello"、密钥12时，正确输出应为"iqdkg, amk tqxxa"，不会出现乱码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者persiandrunkard