c2java 第0篇

最近因业务关系，开始正儿八经的学java。因为C的背景，先入为主， 就和C做比较学习。

/*Struct.java -- how C to java
 * OO 的四大要素: 抽象，封装，模块化，分层
 * Java 的优点: 
 * 安全性：
 * 1. 引用必须初始化；
 * 2. 数组下标检查；
 * 3. 死机时优雅的打印StackTrace。
 * 其他优点以后涉及到时再说。
 *
 * author: ludi 2014.03*/

import java.lang.System; /*目录分层结构，C中没有语法上的支持*/

class Type{/*C中的Struct抽象封装*/
	public int a, b;

	public void change(){/*C++中的Struct*/
		this.a += 1;
		this.b += 2;
	}
}

public class Struct{/*必须和文件名一样： 编译器强制模块化*/
	static void change(Type t){/*跟对象实例无关的函数必须是static*/
		t.a += 1; /*C++中的引用传递*/
		t.b += 2; /*如何打印引用的内存地址？*/
		int[] x = {1,2,3,4}; /*数组定义比C中的int[4]，类型更具有一致性*/
		Type[] y = {null, null, null}; /*y数组是在堆上分配么？如何释放？*/
	}
	public static void main(String[] args){
		Type t = new Type(); /*编译器强制引用必须初始化*/
		//System.printf("a = %d b = %d\n", t.a, t.b); /**/
		System.out.println(t.a + " " + t.b); /*安全的打印*/
		change(t); /*引用就是指针*/
		t.change(); /*提倡这样用才是OO style*/
		System.out.println(t.a + " " + t.b);
	}
}

以前跟风别人说java语法比较啰嗦，特别是看了某些一上来就写莫某设计模式的时候。现在看来是写代码的人没有做好抽象这一步了。当然非要看hello world 最短， C也比不上perl之类的。



从实用主义的观点，给第一个应用例子， RSA加密和解密：

/*RSA.java -- using RSA do encryption and decryption
 * java 优点：
 * 有标准的包：BigInteger
 *
 * author: ludi 2014.03
 * */
import java.math.*;
import java.util.*;

public class RSA{

	public static  BigInteger relativePrime(BigInteger t)
	{/*return number k, such that gcd(k,t) = 1.*/
		BigInteger k = null;
		Random rnd = new Random();

		do{
			k = new BigInteger(64, rnd); /*generate a random k \in (0, 2^64)*/
		}while(!t.gcd(k).equals(BigInteger.ONE));

		return k;
	}
	public static void main(String[] args){
		if(args.length < 1){
			System.out.println("usage: RSA message\n");
			return;
		}
		
		Random rnd = new Random();
		BigInteger p = null, q = null, n = null, t = null, e = null, d = null,
				   one = BigInteger.ONE,
				   raw = null, encrypted = null, decrypted = null;
		String msg = null;

		p = BigInteger.probablePrime(128, rnd); /*bit length = 128*/
		q = BigInteger.probablePrime(128, rnd);
		n = p.multiply(q);
		t = (p.subtract(one)).multiply(q.subtract(one));
		
		e = relativePrime(t);
		d = e.modInverse(t);

		raw = new BigInteger(args[0].getBytes());/*bit stream*/
		encrypted = raw.modPow(e, n);
		decrypted = encrypted.modPow(d, n);
		
		//System.out.println("raw integer: " + raw 
		//		+ "\np = " + p + "\nq = " + q);		
		
		System.out.println("raw message: '" + args[0] + "'");

		msg = new String(encrypted.toByteArray());
		System.out.println("encrypted: '" + msg + "'");

		msg = new String(decrypted.toByteArray());
		System.out.println("decrypted: '" + msg + "'");
		
		System.out.println("public key = (n,e), private key = (n,d)");
		System.out.println("n = " + n);
		System.out.println("e = " + e);
		System.out.println("d = " + d);
	}
}

/*
ludi@ubun:~
$ java RSA 'Pay $123.45'
raw message: 'Pay $123.45'
encrypted: 'E�����xs>�����-W�Gå�r蕎��h]'
decrypted: 'Pay $123.45'
public key = (n,e), private key = (n,d)
n = 49501839457986030455953244525444742182049040819775728995411857641724770216969
e = 772464604889112363
d = 5561519969026911507015137142430098280107716226986092378589977153350026908067
ludi@ubun:~
$ 

由于是随机的，每次运行的n,e,d可能都不同。

p,q,k 的长度取多少合适？
RSA 定理： 设 n = p * q, t = (p - 1)*(q - 1), e 与t 互素，1 = e*d(mod t), 
则 对于任何0 < a < n, 有a = a^(e*d) (mod n)。

  代码中的n长度 = 128+128-1 = 255。如果输入"12", 则a = 0x3132。
即一个字符对应到8bit长，因此输入字符串长度应当小于 255/8 = 36。
  
  e限定到64bit，应该是可以的（定理？）。通常是服务器生成密钥，
把公钥(n,e)发给客户端，客户端加密，较小的e使得客户端运算量小些。

*/

后续打算继续贴上，我学习java版的数据结构方面的。