生成长度为 n 的林登词的 C++ 程序

林登词是一种随机生成的字符串，它具有一定的重复性和规律性。由于其随机性，林登词在密码学、加密解密等领域得到了广泛应用。本文将介绍如何使用 C++ 生成长度为 n 的林登词，并给出相应的C++代码。

算法原理

林登词的生成算法基于任意一段文本中的N-Gram表。例如，假设我们有一个长度为100的字符串“abracadabra”，我们可以使用大小为2的N-Gram表生成林登词。通常情况下，N-Gram表中的每一项都是由一个长度为N的子字符串和与之相对应的后缀组成。对于我们的例子，“ab”对应的后缀为“r”，“br”对应的后缀为“a”，以此类推。林登词的生成过程可以理解为从N-Gram表中随机选择一个子字符串，再从该子字符串的后缀列表中随机选择一个后缀，重复这个过程直到生成所需长度的字符串。

程序实现

下面是一个基于C++的林登词生成程序，通过输入长度n和N-Gram表，可以生成相应长度的林登词。其中，N-Gram表用函数 get_n_gram_table 生成，将原始文本分割为长度为n的子字符串，并将每个子字符串及其后缀存储在一个map中。函数generate_word 则是用于生成随机的长度为n的林登词。

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
#include <random>
#include <ctime>

using namespace std;

//生成长度为n的林登词
string generate_word(int n, map<string, vector<char>> n_gram_table)
{
    string result = "";

    //随机选择一个seed
    default_random_engine e(time(0));
    uniform_int_distribution<unsigned> u(0, n_gram_table.size() - 1);
    int seed = u(e);

    // 从N-Gram表中随机选择一个子字符串作为第一个片段
    auto iter = n_gram_table.begin();
    advance(iter, seed);
    string current = iter->first;
    result += current;

    //从当前的后缀列表中随机选择下一片段
    while (result.size() < n)
    {
        //如果当前的字符串没有后缀，则跳过
        if (n_gram_table[current].empty()) {
            break;
        }

        uniform_int_distribution<unsigned> u2(0, n_gram_table[current].size() - 1);
        int next_index = u2(e);
        char next_char = n_gram_table[current][next_index];
        result += next_char;

        //更新当前的字符串
        current = current.substr(1) + next_char;
    }

    return result;
}

// 生成N-Gram表
map<string, vector<char>> get_n_gram_table(int n, string s)
{
    map<string, vector<char>> n_gram_table;
    int len = s.length();

    //创建N-Gram表
    for (int i = 0; i < len - n; i++)
    {
        string sub_str = s.substr(i, n);
        char suffix = s[i + n];
        n_gram_table[sub_str].push_back(suffix);
    }

    return n_gram_table;
}

int main()
{
    string s = "abracadabra";
    int n = 5;

    //生成N-Gram表
    map<string, vector<char>> n_gram_table = get_n_gram_table(n, s);

    //输出N-Gram表
    auto iter = n_gram_table.begin();
    while (iter != n_gram_table.end()) {
        cout << iter->first << ": ";
        for (auto c : iter->second) {
            cout << c << " ";
        }
        cout << endl;
        iter++;
    }

    //生成林登词
    string result = generate_word(n, n_gram_table);
    cout << "Result: " << result << endl;

    return 0;
}

总结

本文介绍了生成林登词的原理和C++实现方法，并通过代码示例展示了算法流程。此外，读者可以尝试使用自己的文本生成N-Gram表，并生成自己所需长度的林登词。