#########################Playfair密码#########################
 
#约定1：若明文字母数量为奇数，在明文末尾添加一个'Z'
#约定2：'I'作为'J'来处理
 
#字母表
letter_list='ABCDEFGHJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
 
#密码表
T_letter=['','','','','']
 
#根据密钥建立密码表
def Create_Matrix(key):
  key=Remove_Duplicates(key)  #移除密钥中的重复字母
  key=key.replace(' ','') #去除密钥中的空格
  
  for ch in letter_list:  #根据密钥获取新组合的字母表
    if ch not in key:
      key+=ch
  
  j=0
  for i in range(len(key)): #将新的字母表里的字母逐个填入密码表中，组成5*5的矩阵
    T_letter[j]+=key[i]     #j用来定位字母表的行
    if 0==(i+1)%5:
      j+=1
 
#移除字符串中重复的字母
def Remove_Duplicates(key):
  key=key.upper() #转成大写字母组成的字符串
  _key=''
  for ch in key:
    if ch=='I':
      ch='J'
    if ch in _key:
      continue
    else:
      _key+=ch
  return _key
 
#获取字符在密码表中的位置
def Get_MatrixIndex(ch):
  for i in range(len(T_letter)):
    for j in range(len(T_letter)):
      if ch==T_letter[i][j]:
        return i,j #i为行，j为列
 
#加密
def Encrypt(plaintext,T_letter):
  ciphertext=''
  
  if len(plaintext) % 2 !=0:  #如果新的明文长度为奇数，在其末尾添上'Z'
    plaintext+='Z'
  
  i=0
  while i<len(plaintext): #对明文进行遍历
    if True==plaintext[i].isalpha():  #如果是明文是字母的话，
      j=i+1                           #则开始对该字母之后的明文进行遍历，
      while j<len(plaintext):         #直到遍历到字母，进行加密
        if True==plaintext[j].isalpha():
          if 'I'==plaintext[i].upper():             #
            x=Get_MatrixIndex('J')                  #
          else:                                     #
            x=Get_MatrixIndex(plaintext[i].upper()) #对字符在密码表中的坐标
          if 'I'==plaintext[j].upper():             #进行定位,同时将'I'作为
              y=Get_MatrixIndex('J')                #'J'来处理
          else:                                     #
            y=Get_MatrixIndex(plaintext[j].upper()) #
          
          if x[0]==y[0]:    #如果在同一行
            ciphertext+=T_letter[x[0]][(x[1]+1)%5]+T_letter[y[0]][(y[1]+1)%5]
          elif x[1]==y[1]:  #如果在同一列
            ciphertext+=T_letter[(x[1]+1)%5][x[0]]+T_letter[(y[1]+1)%5][y[0]]
          else:             #如果不同行不同列
            ciphertext+=T_letter[x[0]][y[1]]+T_letter[y[0]][x[1]]
          break;  #每组明文对加密完成后，结束本次对明文的遍历
        j+=1
      i=j+1  #每次对明文的遍历是从加密过后的明文的后一个明文开始的,结束本次循环
      continue
    else:
      ciphertext+=plaintext[i]  #如果明文不是字母，直接加到密文上
    i+=1
    
  return ciphertext
 
#解密
def Decrypt(ciphertext,T_letter):
  plaintext=''
  if len(ciphertext) % 2 !=0:  #如果新的密文长度为奇数，在其末尾添上'Z'
    ciphertext+='Z'
  
  i=0
  while i<len(ciphertext): #对密文进行遍历
    if True==ciphertext[i].isalpha():  #如果是密文是字母的话，
      j=i+1                            #则开始对该字母之后的密文进行遍历，
      while j<len(ciphertext):         #直到遍历到字母，进行解密
        if True==ciphertext[j].isalpha():
          if 'I'==ciphertext[i].upper():              #
            x=Get_MatrixIndex('J')                    #
          else:                                       #
            x=Get_MatrixIndex(ciphertext[i].upper())  #对字符在密码表中的坐标
          if 'I'==ciphertext[j].upper():              #进行定位,同时将'I'作为
              y=Get_MatrixIndex('J')                  #'J'来处理
          else:                                       #
            y=Get_MatrixIndex(ciphertext[j].upper())  #
          
          if x[0]==y[0]:    #如果在同一行
            plaintext+=T_letter[x[0]][(x[1]-1)%5]+T_letter[y[0]][(y[1]-1)%5]
          elif x[1]==y[1]:  #如果在同一列
            plaintext+=T_letter[(x[1]-1)%5][x[0]]+T_letter[(y[1]-1)%5][y[0]]
          else:             #如果不同行不同列
            plaintext+=T_letter[x[0]][y[1]]+T_letter[y[0]][x[1]]
          break;  #每组密文对解密完成后，结束本次对密文的遍历
        j+=1
      i=j+1  #每次对密文的遍历是从解密过后的密文的后一个密文开始的,结束本次循环
      continue
    else:
      plaintext+=ciphertext[i]  #如果密文不是字母，直接加到明文上
    i+=1
    
  return plaintext
 
#主函数
if __name__=='__main__':
  print("加密请按D,解密请按E:")
  user_input=input();
  while(user_input!='D' and user_input!='E'):#输入合法性检测
    print("输入有误!请重新输入:")
    user_input=input()
  
  print('请输入密钥，密钥由英文字母组成:')
  key=input()
  
  Create_Matrix(key)  #建立密码表
 
  if user_input=='D': #加密
    print('请输入明文:')
    plaintext=input()
    print("密文为:\n%s" % Encrypt(plaintext,T_letter))
  else:               #解密
    print('请输入密文:')
    ciphertext=input()
    print('明文为:\n%s' % Decrypt(ciphertext,T_letter))
