基于C语言编写简易的英文统计和加密系统

C/C++
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2023-05-21
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  • 前言
  • 部分功能、开发环境与项目结构
  • 主函数设计
  • statistics 头文件以及源文件
  • statistics.h
  • statistics.c
  • encryption 头文件以及源文件
  • encryption.h
  • encryption.c

前言

耗时一天一夜写了一个简易的《英文统计和加密系统》，实际上就是对字符数组的基本操作的各种使用，其中也牵扯到简单的读写文件，把结构体存入文本文件等知识。总体来说，只要在编写前搭建好一个思维框架，逐个实现功能就轻松的多了。

部分功能、开发环境与项目结构

部分功能展示：

开发环境：

我使用的开发环境是 Visual Stduio 2022(2019版本应该更好)。

项目结构：

包含两个头文件和对应的源文件， main.c，以及三个文本文件：

主函数设计

// 英文统计和加密系统
// statistics 统计
// encryption 加密(结构体相关功能也在此处)
#include"statistics.h"
#include"encryption.h"
int main() {
	char buf[BUFSIZE];
	memset(buf, '0', sizeof(buf)); // 给字符数组初始化为 '0'
	showInfo(buf);
	printf("当前字母数：%d\n",countCharacter(buf));
	printf("当前单词数：%d\n",countWord(buf));
	printf("第12个字母为：");
	show_i(buf, 12);
	printf("与字母 'b'相比，小于，等于，大于的字母个数分别为：");
	classify_c(buf, 'b');
	int x = count_appear(buf, 'y');
	printf("字母y(不区分大小写)出现的次数为：%d\n", x);
	printf("所有y出现的下标为：");
	int* A = (int*)malloc(sizeof(int) * x +1);
	int *n = location_index(buf, A, 'y');
	for (int i = 0; i < x; i++) {
		printf("%3d", n[i]);
	}
	printf("\n");
	encryption(buf, 3);
	/*puts(buf);*/
	printf("将26个英文字母打包成一个结构体，附加对应次数\n");
	alphabet chars;
	Initialize(&chars);
	printf("计算字母出现次数并存入文本文件中：\n");
	count_letters(buf, &chars);
	encrypt en = maxTimes(chars);
	encrypt minEn = minTimes(chars);
	printf("出现最多的字母为：%c，对应次数为：%d\n", en.data, en.num);
	printf("出现最少的字母为：%c，对应次数为：%d\n", minEn.data, minEn.num);
	printf("字母平均出现次数：%.2f\n", averageNum(chars));
	int k = 8;
	char* list = list_k(chars,k);
	printf("前%d名字母序列为：", k);
	for (int i = 0; i < k; i++) {
		printf("%2c", list[i]);
	}
	select_sort(chars);
	//setText(&chars); // 需要更新结构体文本文件时使用
}

主函数完全可以使用 循环+switch-case来做一个菜单，重复使用功能。

实现效果已经在上文中展示，后序不再展示。

statistics 头文件以及源文件

statistics.h

#pragma once // 避免重复包含头文件
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define BUFSIZE 512
// 获取原文长度
int get_length(char* buf);
// 获取文本的原文内容
void getText(char *buf);
// 得到原文内容
void showInfo(char *buf);
// 统计原文字母个数
int countCharacter(char* buf);
// 统计原文单词个数
int countWord(char* buf);
// 显示原文第i个单词
void show_i(char* buf,int i);
// 根据字符c的大小，分为三部分
void classify_c(char* buf, char c);
// 定位值为c的下标
int* location_index(char* buf, int* index,char c);
// 字符c的出现次数
int count_appear(char* buf, char c);

statistics.c

#include"statistics.h"
// 获取原文有效长度
int get_length(char* buf) {
	int len = 0;
	for (int i = 0; i < BUFSIZE && buf[i] != '0'; i++) {
		len++;
	}
	return len;
}
//用子函数实现从文本文件读取原文的操作
void getText(char *buf) {
	FILE* file;
	file = fopen("myfile.txt", "r");
	if (file == NULL) {
		printf("打开文件失败!");
		exit(-1);
	}
	char arr[BUFSIZE];
	memset(arr, '0', sizeof(arr));
	fgets(arr, sizeof(arr), file);
	fclose(file);
	strcpy(buf, arr);
}
//1.定义一字符数组word，用户输入原文或从一文本文件读入（调用子函数）原文（一段英文），
// 输出显示该原文，以及其总长度。
void showInfo(char* buf) {
	printf("1.输入原文：\n");
	printf("2.读取原文\n");
	int choice = 0;
	scanf("%d", &choice);
	rewind(stdin); // 清空缓冲区
	if (choice == 1) {
		char arr[BUFSIZE];
		memset(arr, '0', sizeof(arr));
		fgets(arr, sizeof(arr), stdin);
		strcpy(buf, arr);
	}
	else if (choice == 2) {
		getText(buf);
	}
	else {
		printf("请正确选择获取原文方式！"); exit(-1);
	}
	int sum = get_length(buf);
	if (choice==2) printf("总长度为：%d\n",  --sum); // 去掉自带的 .
	else printf("总长度为：%d\n",  sum-2); // fgets会多读一个字符
	printf("原文：%s\n", buf);
}
//3.用子函数实现统计原文中的字母个数。
int countCharacter(char* buf) {
	int i;
	int count = 0;
	for (i = 0; i < BUFSIZE&&buf[i]!= '0'; i++) {
		if (buf[i] >= 'a' && buf[i] <= 'z' || buf[i] >= 'A' && buf[i] <= 'Z') {
			count++;
		}
	}
	return count;
}
//4.用子函数实现统计原文中的单词个数。
int countWord(char* buf) {
	int i;
	int count = 0;
	for (i = 1; i < BUFSIZE&&buf[i]!='0'; i++) {
		if (buf[i] == ' ' &&(buf[i - 1] >= 'a' && buf[i - 1] <= 'z' || buf[i - 1] >= 'A' && buf[i - 1] <= 'Z'))
			count++;
	}
	if (buf[i - 1] >= 'a' && buf[i - 1] <= 'z' || buf[i - 1] >= 'A' && buf[i - 1] <= 'Z')
		count++;
	return count;
}
//5.定义一子函数，输入任一下标值i，检查i的输入合法性，
// 合法输出显示word的第i个字母，否则输出“输入i不合法”。
void show_i(char* buf,int i) {
	int len = countCharacter(buf);
	if (i<1 || i>len) {
		printf("输入i不合法\n");
		exit(-1);
	}
	int index = 0; // 记录当前字母位序
	for (int j = 0; j < BUFSIZE && buf[j] != '0'; j++) {
		if (buf[j] >= 'a' && buf[j] <= 'z' || buf[j] >= 'A' && buf[j] <= 'Z') {
			++index;
			if (index == i) {
				printf("%c\n", buf[j]);
				return;
			}
		}
	}
}
//6.定义一子函数，输入一字母c, 分别输出word中大于字母c的个数和小于字母c的个数，
// 以及等于字母c的个数。
void classify_c(char* buf, char c) {
	char arr[BUFSIZE];
	memset(arr, '0', sizeof(arr));
	int index = 0; // 记录当前字母位序
	for (int j = 0; j < BUFSIZE && buf[j] != '0'; j++) {
		if (buf[j] >= 'a' && buf[j] <= 'z' || buf[j] >= 'A' && buf[j] <= 'Z') {
			arr[index++] = buf[j];
		}
	}
	// 冒泡排序(升序)
	for (int i = 0; i < index; i++) {
		char flag = 'f';// 标志位
		for (int j = index-1; j > i; j--) {
			if (arr[j] < arr[j - 1]) {
				flag = 't';
				char ch = arr[j];
				arr[j]=arr[j-1];
				arr[j - 1] = ch;
			}
		}
		if (flag == 'f') break;
	}
	int l, h, e,i;
	for (l = 0, h = 0, e = 0, i = 0; i < index; i++) {
		if (arr[i] < c) l++;
		else if (arr[i] == c) e++;
		else break;
	}
	h = index - l - e;
	printf("little:%d equal:%d high:%d\n", l, e, h);
}
//7.定义一子函数，实现字符查找功能：判定该字母是否存在，
// 是则返回每一个出现位置的下标（或者首次出现的下标位置），否则返回 - 1。
int* location_index(char* buf, int *index,char c) {
	int i;
	int in = 0;
	char flag = 'f';// 如果最终还是f，说明找不到该字母
	for (i = 0; i < BUFSIZE && buf[i] != '0'; i++) {
		if (buf[i] == c||c == buf[i]+32||c==buf[i]-32) index[in++] = i;
		flag = 't';
	}
	if (flag == 'f') return -1;
	return index;
}
//8.定义一子函数，实现输入一字母，统计原文中该字母的出现次数(字母不区分大小写, 实现合并计数)
// 并返回。函数中需要有对输入的字母是否输入异常判定和捕获操作，并在主程序中进行输入错误提示。
int count_appear(char* buf, char c) {
	if (!(c >= 'a' && c <= 'z' || c >= 'A' && c <= 'Z')) {
		printf("当前字符为%c，请输入正确字母\n", c);
		exit(-1);
	}
	int i;
	int count = 0;
	for (i = 0; i < BUFSIZE && buf[i] != '0'; i++) {
		if (c == buf[i] || c == buf[i] + 32 || c == buf - 32) count++;
	}
	return count;
 }

encryption 头文件以及源文件

encryption.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
// 字母以及出现次数的结构体
typedef struct {
	char data; // 显示字母
	int num; // 出现次数
}encrypt;
typedef struct {
	encrypt letters[26];
}alphabet;
// 初始化字母表
void Initialize(alphabet *chars);
// 计算各个字母的出现次数
void count_letters(char* buf, alphabet* chars);
// 存入结构体文本文件
void setText(alphabet *chars);
// 返回出现次数最多的字母
encrypt maxTimes(alphabet chars);
// 返回出现次数最少的字母
encrypt minTimes(alphabet chars);
// 计算字母出现的平均次数
float averageNum(alphabet chars);
// 出现前k名的字母序列
char* list_k(alphabet chars, int k);
// 选择升序或者降序排序
void select_sort(alphabet chars);
// 加密算法，根据n的位置循环后移
void encryption(char* buf, int n);
// 存入加密的文本文件
void setEncryptText(char* buff);

encryption.c

#include"encryption.h"
#include"statistics.h"
//9.将26个英文字母和其对应的出现次数打包定义为一个结构体类型来存储。
// 初始化结构体数组
void Initialize(alphabet* chars) {
	int k = 0;
	char c = 'a';
	for (int i = 0; i < 26; i++) {
		chars->letters[i].num = k;
		chars->letters[i].data = c + i;
	}
}
//10.设计实现一新的子函数，针对读入的原文，统计出26个英文字母在单词中出现的次数，
//并统一存储到9定义的结构体数组中，然后完成11到16的操作。
void count_letters(char* buf, alphabet* chars) {
	printf("1.输入原文：\n");
	printf("2.读取原文\n");
	int choice = 0;
	int sum = 0;
	scanf("%d", &choice);
	rewind(stdin); // 清空缓冲区
	if (choice == 1) {
		char arr[BUFSIZE];
		memset(arr, '0', sizeof(arr));
		fgets(arr, sizeof(arr), stdin);
		strcpy(buf, arr);
	}
	else if (choice == 2) {
		getText(buf);
	}
	else {
		printf("请正确选择获取原文方式！"); exit(-1);
	}
	char arr[BUFSIZE]; // 最终转化为全部字母
	memset(arr, '0', sizeof(arr));
	int index = 0; // 记录当前字母位序
	for (int j = 0; j < BUFSIZE && buf[j] != '0'; j++) {
		if (buf[j] >= 'a' && buf[j] <= 'z' || buf[j] >= 'A' && buf[j] <= 'Z') {
			arr[index++] = buf[j];
		}
	}
	for (int i = 0; i < index; i++) {
		for (int j = 0; j < 26; j++) {
			if (arr[i] == chars->letters[j].data || arr[i] + 32 == chars->letters[j].data)
				chars->letters[j].num++;
		}
	}
}
//11.将结构体数组结果存储到一文本文件。
void setText(alphabet* chars) {
	FILE* fp;
	fopen_s(&fp, "struct.txt", "wt+");    //打开文件
	for (int i = 0; i < 26; i++)            //将N条信息存储进去
	{
		fprintf(fp, "%d %d\n", chars->letters[i].data, chars->letters[i].num);
	}
	fclose(fp);    //关闭文件
	//encrypt buff[26];
	//FILE* fpp;
	//fopen_s(&fpp, "struct.txt", "rb");
	//fread(buff, sizeof(encrypt), 26, fpp); // 将N条消息全部从文件中读取出来
	//fclose(fpp);
}
//12.设计一子函数：返回出现次数最多的字母和对应次数。
encrypt maxTimes(alphabet chars) {
	int max = chars.letters[0].num;
	int i, index;
	for (i = 1, index = 0; i < 26; i++) {
		if (max < chars.letters[i].num) {
			max = chars.letters[i].num;
			index = i;
		}
	}
	return chars.letters[index];
}
//13.设计一子函数：返回出现次数最少的字母和对应次数。
encrypt minTimes(alphabet chars) {
	int min = chars.letters[0].num;
	int i, index;
	for (i = 1, index = 0; i < 26; i++) {
		if (min > chars.letters[i].num) {
			min = chars.letters[i].num;
			index = i;
		}
	}
	return chars.letters[index];
}
//14.设计一子函数：返回26个字母的平均出现次数。
float averageNum(alphabet chars) {
	float avg = 0.0;
	for (int i = 0; i < 26; i++) {
		avg += chars.letters[i].num;
	}
	avg /= 26;
	return avg;
}
//15. 设计一子函数：输入数字k，返回出现次数前k名的字母序列
char* list_k(alphabet chars, int k) {
	if (k < 1 || k>26) exit(-1);
	char* list = (char*)malloc(sizeof(char) * k);
	// 冒泡排序
	for (int i = 0; i < 26; i++) {
		char flag = 'f';
		for (int j = 25; j > i; j--) {
			if (chars.letters[j].num > chars.letters[j - 1].num) {
				flag = 't';
				encrypt temp = chars.letters[j];
				chars.letters[j] = chars.letters[j - 1];
				chars.letters[j - 1] = temp;
			}
		}
		if (flag == 'f') break;
	}
	for (int i = 0; i < k; i++) {
		list[i] = chars.letters[i].data;
	}
	return list;
}
//16.定义一排序子函数，实现对结构体数组结果按照出现次数进行升序或降序排列
//（由用户在运行时选择排序方式）, 输出排序结果以及对应的字母。
void select_sort(alphabet chars) {
	printf("\n1.升序排列\n2.降序排列\n");
	int choice = 0;
	scanf("%d", &choice);
	if (choice == 2) {
		for (int i = 0; i < 26; i++) {
			char flag = 'f';
			for (int j = 25; j > i; j--) {
				if (chars.letters[j].num > chars.letters[j - 1].num) {
					flag = 't';
					encrypt temp = chars.letters[j];
					chars.letters[j] = chars.letters[j - 1];
					chars.letters[j - 1] = temp;
				}
			}
			if (flag == 'f') break;
		}
	}
	else if (choice == 1)
	{
		for (int i = 0; i < 26; i++) {
			char flag = 'f';
			for (int j = 25; j > i; j--) {
				if (chars.letters[j].num < chars.letters[j - 1].num) {
					flag = 't';
					encrypt temp = chars.letters[j];
					chars.letters[j] = chars.letters[j - 1];
					chars.letters[j - 1] = temp;
				}
			}
			if (flag == 'f') break;
		}
	}
	else {
		printf("请正确选择排序规则！");
		exit(-1);
	}
	printf("排序结果为：");
	for (int i = 0; i < 26; i++) {
		printf("%2c", chars.letters[i].data);
	}
}
//17.用子函数实现将读取的原文按规则加密后存入另一字符数组中。
//电文加密 : 问题描述：为使电文保密，常按一定规律将其转换成密文后发送，
//收报人再按约定的规律将其译回原文。设定加密规则为：
//每个字母变成其后的第n(n由用户输入指定)个字母，如A变成其后第n个字母….。
//说明 : 只对原文中的英文字母加密, 其他非英文字母要原样保留。
void encryption(char* buf, int n) {
	n %= 26; // 确保英文字母加密后还是英文字母
	int i;
	int len = get_length(buf);
	char* arr = (char*)malloc(len * sizeof(char));
	memset(arr, '0', sizeof(arr));// 初始化
	for (i = 0; i < len; i++) {
		if (buf[i] >= 'a' && buf[i] <= 'z' || buf[i] >= 'A' && buf[i] <= 'Z') {
			if (buf[i] + n > 'z') {
				arr[i] = buf[i] + n - 26;
			}
			else if (buf[i] <= 'Z' && buf[i] + n > 'Z') {
				arr[i] = buf[i] + n - 'Z' + 'A'-1;
			}
			else {
				arr[i] = buf[i] + n;
			}
		}
		else {
			arr[i] = buf[i];
		}
	}
	printf("加密后：%s\n", arr);
	setEncryptText(arr);
}
//18.用子函数实现将密文存入密文文本文件中。
void setEncryptText(char* buff) {
	FILE* fp;
	fp = fopen("encryption.txt", "wt+");
	if (fp == NULL) {
		printf("打开文件失败!");
		exit(-1);
	}
	fputs(buff, fp);
	fclose(fp);
}

myfile.txt文件中可自行输入密文（26个英文字母大小写，各种符号，数字等等）；

struct.txt文件有26行，对应着原文中26个英文字母出现的次数以及ASCII码值；

encryption.txt文件是myfile.txt文件中的字母通过循环后移 n 位得到，其中的难点在于大写字母后移超过Z时的处理方法，这点大家可以在encryption.c文件中的encryption函数中获得灵感。

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