C语言中高效实现swapword函数的多种方法及性能对比345

在C语言编程中，经常会遇到需要交换两个单词（或字符串）位置的需求。这看似简单的操作，却蕴含着多种实现方式，每种方式在效率和代码简洁性上都有所不同。本文将深入探讨C语言中实现`swapword`函数的多种方法，并通过性能对比分析，帮助读者选择最优方案。

首先，我们需要明确“单词”的定义。在本文中，我们假设“单词”由空格分隔，并且不考虑更复杂的标点符号处理。因此，`swapword`函数需要接收一个字符串和两个单词的起始位置作为输入参数，然后交换这两个单词在字符串中的位置。例如，对于字符串 "This is a sample string"，如果我们要交换 "is" 和 "sample"，结果应该为 "This sample is a string"。

方法一：使用字符数组和指针操作

这是最基础也是最直接的方法。通过指针操作，我们可以直接在内存中交换两个单词的字符。这种方法需要仔细处理内存操作，避免越界和错误。```c
#include
#include
void swapword_pointer(char *str, int start1, int len1, int start2, int len2) {
char temp[len1 + 1]; // +1 for null terminator
strncpy(temp, str + start1, len1);
temp[len1] = '\0';
// Move the second word to the first word's position
memmove(str + start1, str + start2, len2);
*(str + start1 + len2) = ' '; //Add space after second word

//Move the first word to the second word's position
strcpy(str + start2, temp);
}

int main() {
char str[] = "This is a sample string";
swapword_pointer(str, 5, 2, 10, 6);
printf("%s", str); // Output: This sample is a string
return 0;
}
```

此方法直接操作内存，效率较高，但是代码相对复杂，容易出错。需要注意的是，`memmove`函数用于处理可能重叠的内存区域，避免数据丢失。

方法二：使用字符串分割和拼接

这种方法先将字符串分割成多个单词，然后根据需要重新拼接。这种方法代码相对简洁，易于理解，但效率相对较低，尤其在处理长字符串时。```c
#include
#include
#include
char split_string(char *str, int *word_count) {
char *token;
char words = NULL;
*word_count = 0;
token = strtok(str, " ");
while (token != NULL) {
words = (char )realloc(words, (*word_count + 1) * sizeof(char *));
words[*word_count] = strdup(token);
(*word_count)++;
token = strtok(NULL, " ");
}
return words;
}

void swapword_split(char words, int word_count, int index1, int index2) {
char *temp = words[index1];
words[index1] = words[index2];
words[index2] = temp;
}
char* join_string(char words, int word_count) {
char *result = (char*)malloc(1); //Start with 1 byte to avoid null pointer
result[0] = '\0';
for (int i = 0; i < word_count; i++) {
result = (char*)realloc(result, strlen(result) + strlen(words[i]) + 2); //+2 for space and null
strcat(result, words[i]);
if (i < word_count - 1) strcat(result, " ");
}
return result;
}

int main() {
char str[] = "This is a sample string";
int word_count;
char words = split_string(strdup(str), &word_count);
swapword_split(words, word_count, 1, 3);
char *new_str = join_string(words, word_count);
printf("%s", new_str); // Output: This sample is a string
//Clean up memory
for(int i=0; i