Naším úkolem je rozluštit zprávu zakódovanou Caesarovou šifrou, která funguje na principu záměny písmene z abecedy za písmeno posunuté o pevně určený počet míst. V našem případě máme k dispozici nejen zašifrovaný text, ale také nespolehlivě odposlechnuté originální znění zprávy, tj. některé znaky originální zprávy jsou chybně zapsány. Řešení tak můžeme založit na testování všech možností kódování Caesarovou šifrou a porovnání s odposlechnutým textem. Posun s největší shodou dekódovaného textu s odposlechnutou zprávou budeme považovat za správný a takto dekódovaný text je náš požadovaný výstup. Obecně nemusí tento postup vést na unikátní správné řešení, nicméně v testovaných případech vždy existuje unikátní řešení.

Jedním z cílů tohoto domácího úkolu je procvičení dynamické alokace paměti na základě velikosti vstupu. Proto délka vstupního textu není dopředu známa a je nutné v případě vyčerpání počáteční velikosti (např. 10-100 znaků) dynamicky alokovat prostor větší, např. funkcí realloc() pro dvojnásobnou délku. V programu používejte pouze množství paměti, které řádově odpovídá zadanému vstupu. Odevzdávací systém kontroluje velikost dynamicky alokované paměti.

Použitá abeceda se skládá pouze z malých a velkých písmen bez diakritiky, tj. znaky v rozsahu [a-zA-Z].

Na standardním vstupu očekávejte dvě posloupnosti znaků (texty) na samostatných řádcích. První text je zakódovaná zpráva a druhý text je nespolehlivě odposlechnutý text.

• Pokud vstupní text neodpovídá abecedě [a-zA-Z] vypíše program na standardní chybový výstup “Error: Chybny vstup!” a skončí s návratovou hodnotou 100.
• V případě povinné části jsou oba vstupní texty stejné délky a pokud mají délku různou, program vypíše na stderr “Error: Chybna delka vstupu!” a skončí s návratovou hodnotou 101.
• Pokud nastanou obě chyby 100 a 101 současně, program vypíše pouze chybovou hlášku “Error: Chybny vstup!” a skončí s návratovou hodnotou 100.
• V případě řešení volitelné části, kdy je program spuštěn s parametrem “-prp-optional”, mohou být délky vstupních textů různé a program tak chybou nekončí.

Na standardní výstup vypište dekódovanou zprávu jako posloupnost znaků zakončenou znakem konce řádku. Program končí s návratovou hodnotou 0.

Program vhodně dekomponujte na jednotlivé funkce, např. funkce pro dekódování textu o definovaný posun a výpočet vzdálenosti dvou textových řetězců:

void shift(const char *src, char *dst, int offset);
 
int compare(const char *str1, const char *str2);

Dále může být vhodné napsat funkci pro šifrování jednoho písmene, která bude respektovat zadanou abecedu [a-zA-Z]. Například:

char rotate(char original, int offset);

V prvním příkladu je zašifrován text “Helloworld”. Posun je zde o 42 písmen. (16 míst je mezi 'h' a 'x'; 26 pak mezi malými a velkými písmeny). Zašifrovaný text je tedy “xUbbemehbT”.

Odposlechnutý text může být například “??lloworld”, kde písmena na místě otazníku špatně odposlechneme a dostaneme jiné náhodné písmeno, například “XYlloworld”.

xUbbemehbT
XYlloworld

Helloworld

Příklad vyhodnocení. Největší počet shodných písmen (8/10) má posun o 10, proto jej vyhodnotíme jako správný výsledek.

00: xUbbemehbT ~ XYlloworld > 0 correct letters
01: yVccfnficU ~ XYlloworld > 0 correct letters
02: zWddgogjdV ~ XYlloworld > 0 correct letters
03: AXeehphkeW ~ XYlloworld > 0 correct letters
04: BYffiqilfX ~ XYlloworld > 1 correct letters
05: CZggjrjmgY ~ XYlloworld > 0 correct letters
06: DahhksknhZ ~ XYlloworld > 0 correct letters
07: Ebiiltloia ~ XYlloworld > 0 correct letters
08: Fcjjmumpjb ~ XYlloworld > 0 correct letters
09: Gdkknvnqkc ~ XYlloworld > 0 correct letters
10: Helloworld ~ XYlloworld > 8 correct letters -- result
11: Ifmmpxpsme ~ XYlloworld > 0 correct letters
12: Jgnnqyqtnf ~ XYlloworld > 0 correct letters
...
50: vSZZckcfZR ~ XYlloworld > 0 correct letters
51: wTaadldgaS ~ XYlloworld > 0 correct letters
52: xUbbemehbT ~ XYlloworld > 0 correct letters

U volitelné části úlohu rozšiřujeme o možnost úplné ztráty písmene nebo naopak odposlechnutí písmene, které nebylo vůbec vysláno. Vstupní texty tak mohou mít různou délku. V tomto případě věrohodný text určíme na základě Levenštejnovy vzdálenosti vypočtené pomocí Wagner-Fisher algoritmu. Program je ve volitelné části spuštěn s argumentem '-prp-optional'. Vstup pro volitolné zadání může obsahovat dva texty různé délky, a proto při spuštění s argumentem “-prp-optional” nevypisujeme chybu 101. Použití Levenštejnovy vzdálenosti by fungovalo i pro povinné zadání, ale bylo by výrazně pomalejší, používalo více paměti a odevzdávací systém by ho neakceptoval. Používejte proto prosím Levenštejnovu vzdálenost výhradně pro testovací vstupy z volitelného zadání. Používejte dynamickou alokaci paměti.

xUbbemehbT
Hellwooorld

Helloworld

Na jiném příkladu si demonstrujme vzdálenostní matici při výpočtu vzdálenosti Wagner-Fisher algoritmem, kde je matice vyplňována postupně po řádcích s využitím předchozích hodnot (dynamické programování).

Levenštejnova vzdálenost je zde rovna jedné, protože stačí pouze jedna operace odebrání písmena.

Veřejné příklady + Makefile: b0b36prp-hw05.zip