# 第一部分：解题思路&问题建模
# 解释题目背景
print(f"在计算机科学中，我们经常需要用代码来解决问题，而在这个特定的问题中，我们需要用到的是'substitution'方法。")
print(f"我们需要明确substitution是什么，在密码学中，substitution是一种替换方法，即用一个字符代替另一个字符来加密信息。")
print(f"在这里，我们主要探讨一种简单的替换方法：凯撒密码（Caesar Cipher），\n")
# 描述问题模型
print(f"凯撒密码的工作原理很简单：将明文中的每个字符替换为字母表中固定位置后的字符。")
print(f"例如，如果我们选择将每个字符移动3个位置，那么'A'将被替换为'D'，'B'将被替换为'E'，等等，\n")
# 建立数学模型
print(f"数学模型很简单：")
print(f"新字符 = (明文字符 - 'A' + 移位数) % 26 + 'A'\n")
print(f"这个公式可以帮助我们将明文字符替换为新的字符，\n")
# 第二部分 执行计算
# 定义函数来进行替换操作
def substitution(letter, shift):
if letter.isupper():
return ((ord(letter) - ord('A') + shift) % 26) + ord('A')
elif letter.islower():
return ((ord(letter) - ord('a') + shift) % 26) + ord('a')
else:
return letter # 非字母字符不进行替换
# 第三部分 整合答案
print(f"现在我们来执行一个简单的凯撒密码替换操作。")
print(f"原始文本是：'HELLO WORLD'")
print(f"我们将对每个字符移动3个位置，\n")
text = 'HELLO WORLD'
shifted_text = ''
for letter in text:
shifted_letter = chr(substitution(letter, 3))
shifted_letter = letter # 非字母字符不进行替换操作
shifted_text += shifted_letter
print(f"加密后的文本是：'{shifted_text}'")
