如何在Haskell中通过双字符串模式匹配实现转子加密？

需求说明 #

基于给定的两个字符串实现加密：

• 原字母表："ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
• 替换表："EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ"
  要求输入明文HELLO时，输出密文QLTTY。

实现思路 #

这是典型的单表替换加密：明文中的每个字母，对应替换表中相同位置的字母（原字母表第n个字符 → 替换表第n个字符）。我们可以通过构建字符映射表，再对明文逐个字符替换来实现。

代码实现 #

基础版本（列表映射）

-- 定义原字母表和替换表
alphabet :: String
alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

cipherTable :: String
cipherTable = "EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ"

-- 构建字符映射：将原字母与替换字母配对
cipherMap :: [(Char, Char)]
cipherMap = zip alphabet cipherTable

-- 单字符加密：查找映射表，未匹配则返回原字符
encryptChar :: Char -> Char
encryptChar c = case lookup c cipherMap of
                  Just encrypted -> encrypted
                  Nothing -> c

-- 字符串加密：对每个字符应用加密逻辑
encrypt :: String -> String
encrypt = map encryptChar

优化版本（Data.Map 提高查找效率）

如果需要处理大量字符，用Data.Map构建映射会更高效：

import qualified Data.Map as Map

alphabet :: String
alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

cipherTable :: String
cipherTable = "EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ"

-- 构建Map类型的映射表
cipherMap :: Map.Map Char Char
cipherMap = Map.fromList $ zip alphabet cipherTable

-- 单字符加密：未匹配则返回原字符
encryptChar :: Char -> Char
encryptChar c = Map.findWithDefault c c cipherMap

-- 字符串加密
encrypt :: String -> String
encrypt = map encryptChar

测试验证 #

在GHCi中运行测试：

*Main> encrypt "HELLO"
"QLTTY"

说明 #

• 两个版本核心逻辑一致：通过zip将原字母表与替换表配对，形成字符映射关系，本质上是利用模式匹配完成查找。
• 代码兼容非字母字符：输入中的非大写字母会直接返回原字符。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Palma Rey