C语言高效统计文本中单词个数的多种方法及性能比较13

在C语言编程中，统计文本文件中单词的个数是一个常见的任务，看似简单，但其中涉及到字符串处理、内存管理以及算法效率等多个方面。本文将深入探讨几种不同的C语言实现方法，分析其优缺点，并通过性能比较，最终选择出最优方案。我们将考虑各种情况，例如处理标点符号、大小写敏感性以及多空格的情况。

方法一：基于`getchar()`逐字符读取和状态机

这是最基础也是最容易理解的方法。我们可以使用getchar()函数逐个读取字符，并维护一个状态机来跟踪当前是否处于单词中。当遇到空格、制表符或换行符时，表示单词结束，计数器加一；当遇到字母或数字时，表示处于单词中。代码如下：```c
#include
#include
int countWords(FILE *fp) {
int wordCount = 0;
int inWord = 0;
int ch;
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {
if (isalnum(ch)) {
if (!inWord) {
inWord = 1;
wordCount++;
}
} else {
inWord = 0;
}
}
return wordCount;
}
int main() {
FILE *fp = fopen("", "r");
if (fp == NULL) {
perror("Error opening file");
return 1;
}
int count = countWords(fp);
printf("Number of words: %d", count);
fclose(fp);
return 0;
}
```

这个方法简单易懂，但效率相对较低，因为它需要逐个字符读取，对于大型文件来说，效率会比较低。此外，它没有处理标点符号的问题。

方法二：使用`fscanf()`读取单词

我们可以利用fscanf()函数的格式化读取功能，直接读取单词。使用"%s"格式说明符可以读取一个字符串直到遇到空格或其他非字母数字字符。这比方法一更高效，因为fscanf()函数内部进行了优化。```c
#include
int countWords(FILE *fp) {
int wordCount = 0;
char word[100]; // Adjust size as needed
while (fscanf(fp, "%s", word) == 1) {
wordCount++;
}
return wordCount;
}
int main() {
// ... (same as method one's main function) ...
}
```

此方法比方法一高效，但仍然存在一些问题。首先，它假设单词长度不会超过预先定义的数组大小。如果遇到过长的单词，程序会崩溃或产生错误的结果。其次，它也没有处理标点符号。

方法三：改进的`fscanf()`方法，处理标点符号

为了解决标点符号的问题，我们可以使用正则表达式或者更精细的字符串处理函数。然而，C语言本身并不直接支持正则表达式。我们可以通过改进`fscanf`的格式化字符串，或者结合`strtok`函数来实现。```c
#include
#include
#include
int countWords(FILE *fp) {
int wordCount = 0;
char line[1000]; // Adjust size as needed
while (fgets(line, sizeof(line), fp) != NULL) {
char *token = strtok(line, " \t.,!?;:"); // Add more delimiters as needed
while (token != NULL) {
wordCount++;
token = strtok(NULL, " \t.,!?;:");
}
}
return wordCount;
}
int main() {
// ... (same as method one's main function) ...
}
```

此方法利用`fgets`读取一行，然后用`strtok`函数分割字符串，可以有效处理标点符号和多个空格。但是`strtok`函数会修改原字符串，这在某些情况下可能不是我们想要的。而且，它仍然有缓冲区溢出的风险。

方法四：动态内存分配和更鲁棒的处理

为了避免缓冲区溢出，我们可以使用动态内存分配来存储读取的单词。这需要更复杂的内存管理，但可以处理任意长度的单词。```c
#include
#include
#include
#include
int countWords(FILE *fp) {
int wordCount = 0;
char *word = NULL;
size_t len = 0;
ssize_t read;
while ((read = getline(&word, &len, fp)) != -1) {
char *token = strtok(word, " \t.,!?;:");
while (token != NULL) {
wordCount++;
token = strtok(NULL, " \t.,!?;:");
}
free(word);
word = NULL;
len = 0;
}
free(word); // free any remaining memory
return wordCount;
}
int main() {
// ... (same as method one's main function) ...
}
```