讯息解码器

#include<stdio.h>

main()
{
    int size;
    scanf("%d", &size);

    char str[size];
    scanf("%s", str);

    for (int i=0; i<size; i++)
    {
        if (str[i]!='Z')
        {
            str[i] -= 1;
        }

        else
        {
            str[i] -= 25;
        }

        printf("%c", str[i]);
    }

    return 0;
}

#1 楼

尽管我要提出很多建议，但这并不是一个糟糕的程序。我确实认识到您是一个学习者，并且是一个年轻的学习者。

我们可以在几个层次上分析此程序。一种是检查当前的实现。另一个正在考虑它是否便携。我们可以质疑界面是否良好–应该算人吗？还有其他可以使用的算法。

我要提出的一些观点与风格有关。尽管您可以用各种方式用C编写程序，但其中一些比其他方法更易于阅读。您显示的内容还不错，但是并不完全一致（一致性非常重要，而且很难！）。

逐行分析当前实现。

#include<stdio.h>

通常，在#include和标头名称之间放置一个空格，无论是标准标头（例如<stdio.h>）还是您自己的标头（例如"caesar.h"）。

main()

您应始终指定每个函数的返回类型，包括main()。您正在使用C99或C11，因此需要指定返回类型。 （标准的最旧版本C90并不是那么挑剔。）此外，main()的返回类型应为int，尽管如果使用Microsoft编译器，它们也允许void。标准很明确；预期为int。编写int main(void)来明确地说“无命令行参数”通常是一个好主意，但实际上，int main()几乎在所有时间都可以正常工作。 （必须要做一些奇怪的事情。）

{
    int size;
    scanf("%d", &size);

您将学习编码C的痛苦课程之一是，您的很多工作都花在了错误检查上。特别是，检查输入函数很重要，因为它们是可能出错并对程序其余部分造成严重影响的地方之一。 scanf()函数返回成功的转换次数；它还可以返回0表示没有成功进行转换，并且返回EOF表示没有任何数据可读取。您还应该检查输入值是否合理：负数，零，甚至一个是可疑的，以及巨大的数字（例如，大于1024）。

    char str[size];

这是一个VLA —可变长度数组。自C99标准以来，它们非常有用，并且已成为C的一部分（尽管从技术上讲，它们是C11中的可选功能-在C99中是强制性的）。您已经为size字符分配了足够的空间，但是字符串以空字节'char str[size+1];'终止，并且您需要为此留出空间。您可能应该使用"%s"。

    scanf("%s", str);

再次，应该检查是否已读取一些数据。请注意，使用scanf()时，"%1023s"首先跳过任何空白（空白，制表符，换行符），然后读取一个单词-一系列非空白。您没有限制输入的大小。如果用户说了10个字符，但在换行符或第一个空白或制表符之前键入了20个字符，则可能会遇到问题。如果将数组大小固定为总共1024个字节，则可以使用{将输入限制为1023个非空白和终止的空字节。使用可变长度的数组，难度更大。 （这是程序中的常见疏忽，即使是那些有很多经验的人也是如此。）

    for (int i=0; i<size; i++)

此循环很好，但是很多人更喜欢更多的空间周围的经营者。你写的是自洽的；很好。

    {
        if (str[i]!='Z'){
            str[i] -= 1;
        }

您假设用户是听话的并且完全按照您的意愿进行操作。不幸的是，用户很少听话，很少按照自己的意愿去做。如果用户按预期输入'abracadabra'而不是'ABRACADABRA'，或者如果用户输入'@ Wonderful2CU'，则不会获得预期的结果。您可以通过多种方式处理此问题。您当前选择的最简单的方法是忽略该问题-有时称为GIGO：垃圾进场，垃圾进出。您可以决定将小写字母转换为大写字母，然后对其进行解码。您可以决定不触摸非字母。您可以决定抱怨非字母。总体而言，最好像大写字母一样处理小写字母，而不更改非字母，但您可能会做出不同的决定。

许多人会在{之前加一个空格。其他人（包括我自己）会将else放在下一行，就像您在下面if之后所做的一样。这是一个不一致的情况。您应该使用1TBS（一种True Brace样式），或多或少在else中使用，或者应该使用Allman样式，或多或少在'Z'中使用。有关更多信息（以及更多其他样式），请参见Wikipedia中的缩进样式。

        else
        {
            str[i] -= 25;
        }

您可以简单地将'A'转换为str[i] = 'A';，而不是减去一个幻数-putchar('\n');会起作用很好。

        printf("%c", str[i]);
    }

这些行很好。但是，优良作法是用换行符结束输出行。您可以明智地添加return 0;来添加换行符。

    return 0;
}

我喜欢在main()的末尾看到显式的return 0;；还有其他人不相信。在C99和更高版本中，如果省略显式的main()，则如果使用main()函数-仅使用return函数；它不适用于任何其他功能-没有任何return 0;的“掉落”，等效于@。

糟糕！

另一个问题，指出NowIGetToLearnWhatAHead指出，您的解码步骤与编码步骤并不完全相反。

Original: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Encoded:  BCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA
Decoded:  ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXA@

这里有小小的作弊；由于字符串长度的问题，在Z之后还存在一个杂散字符。

显然，解码后的信息与原始信息不同。代替A特殊，而是1特别。我们需要从其他所有内容中减去Z，并在字母为A时加25或映射到#include <ctype.h>。

修改当前实现

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main(void)
{
    int size;
    if (scanf("%d", &size) != 1)
    {
        fprintf(stderr, "Failed to read an integer\n");
        return 1;
    }
    if (size < 2 || size > 1024)
    {
        fprintf(stderr, "Size %d is not in the range 2..1024\n", size);
        return 1;
    }

    char str[size + 1];
    char fmt[10];
    snprintf(fmt, sizeof(fmt), "%%%ds", size);

    if (scanf(fmt, str) != 1)
    {
        fprintf(stderr, "Failed to read a string\n");
        return 1;
    }

    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        if (toupper((unsigned char)str[i]) == 'A')
        {
            str[i] = 'Z';
        }
        else if (isalpha((unsigned char)str[i]))
        {
            str[i] -= 1;
        }
        printf("%c", str[i]);
    }
    putchar('\n');

    return 0;
}

我使用isalpha()提供宏toupper()和char。一个稍微令人讨厌的问题是，普通<ctype.h>可以是有符号或无符号类型，并且来自unsigned char的宏期望将int转换为(unsigned char)。将à强制转换为这些调用可保护您免受那些在程序中键入ÿ或Aa的虐待狂用户的攻击。 （要处理带重音符号的字符还不止于此，但是目前这是足够的安全预防措施。）

请注意，这会将ZZ解码为snprintf()；

我还使用%100s创建适当的格式字符串，以确保缓冲区不会溢出。如果给定的大小为100，则会生成-= 25（这是要使用的正确大小，因为该数组的长度为101个字符-二者之差令人讨厌）。

可移植性

如果愿意，可以跳过本节，这对像我这样的人很重要，他们必须使他们编写的软件可以在许多不同的机器上工作。如果只使用一种机器类型，则可以忽略它。

原始代码使用-= 1和Z映射字符。如评论中所述，这假定A的字符代码比A的字符代码大25。现在，实际上，这对于世界上使用的大多数字符集都是有效的，尤其是对于Unicode来说是准确的。但是，有些机器（例如IBM大型机）使用的代码集称为EBCDIC，其中I的代码是193，J的代码是201，R的代码是209，S的代码是217，Z的代码是226，以及Z为233。 A和fgets()之间的距离是40，而不是您所期望的25。

如果您担心的话，您应该设计一种替代方法来映射字符。

在某些时候，您会注意到原始的Caesar密码使用的是3而不是1的移位，并且您将升级代码以处理1到25之间的任何移位（将0或26移位并不多；没有什么改变）。这使在字母末尾的环绕检查变得复杂。同样，这不是眼前的问题。

接口设计

您当前需要人员知道消息有多长时间。我不认识你，但是我不知道本段第一句中有多少个字符。当然，我可以指望，但是计算机在计算方面要好得多。您可以通过多种方式解决此问题。一种简单的方法是提供固定大小但较大的缓冲区（例如1024字节），然后将数据简单地读入其中。您可能会使用scanf()函数代替./decode-caesar < encoded.txt来完成工作。然后，您可能还会使用循环在程序运行中读取多行输入。修改后的程序看起来会更简单：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    char str[1024];

    while (fgets(str, sizeof(str), stdin) != 0)
    {
        int size = strlen(str);    
        for (int i = 0; i < size; i++)
        {
            if (toupper((unsigned char)str[i]) == 'A')
            {
                str[i] = 'Z';
            }
            else if (isalpha((unsigned char)str[i]))
            {
                str[i] -= 1;
            }
            printf("%c", str[i]);
        }
    }

    return 0;
}

它只是读取标准输入，直到遇到EOF。您可以将程序运行为fgets()，也可以手动键入编码后的消息，在这种情况下，您可以通过在行首键入控制字符来表示EOF，在Unix系统上为Control-D或在Control-在Windows系统上为Z（除非您已在Unix上更改了EOF的默认设置）。

请注意，int c;保留换行符，并且经过修改的算法不会更改换行符，因此无需打印多余的换行符在输出的末尾。

替代设计

到目前为止，这些程序一次读取了整个单词或一行，然后依次处理了每个字符。做到这一点的另一种方法是简单地依次读取和处理每个字符。这仍然更简单：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main(void)
{
    int c;

    while ((c = getchar()) != EOF)
    {
        if (toupper(c) == 'A')
            c = 'Z';
        else if (isalpha(c))
            c -= 1;
        putchar(c);
    }

    return 0;
}

请注意，我使用了getchar()-这是因为int返回的是char，而不仅仅是char。它必须返回每个可能的EOF值和一个单独的char值，这意味着它不能仅返回int；它必须返回一个c。这样做的副作用是getchar()中的所有字符都将在0..255（正）范围内，因为unsigned char返回转换为toupper的字符值。这意味着可以安全地放弃对isalpha和if的调用中的强制类型转换。

我选择在else和if子句之后的单行操作周围不使用大括号。这是另一个样式问题。有些人认为您应该始终在else或else之后使用大括号（并且Perl等语言在其中坚持使用大括号），部分原因是，如果您在printf("%c", str[i])子句中添加了另一条语句，您可能会忘记添加必要的花括号。我不相信这种说法，但也许有些程序员很粗心，因此“总是使用花括号”确实可以帮助防止错误。

总结

有很多东西可以解释和讨论的细节。还有一些警告需要讨论。但是，我认为它们太小了，您无需担心它们。

您询问效率。您编写的代码相当有效。没有任何低效率。它很干净，通常比效率更重要。在担心效率之前，请先测量是否存在性能问题。有了这段代码，对于合理的输入大小，就不会出现性能问题-所有程序都不是效率低下的事情。

如果要提高效率，可以一次打印整个单词或一行，而不用一次使用printf("%c", str[i])一次打印每个字符。您可以将putchar(str[i])替换为gets()，这样会“更高效”，但是否能够对其进行测量更值得商<。

Michael Jackson（不，不是流行歌手，但也许他早于您的时间）有两个优化规则（提高了代码的效率）：



第一个优化规则：不要这样做。

第二个优化规则（仅适用于专家）：暂时不要做。

您还询问有关使用gets()的问题。您永远不要使用gets()！没有安全的方法来使用fgets()，因为这样做无法防止缓冲区溢出。默认情况下，应使用getline()，如果在基于POSIX的系统上工作，则应使用gets()。请注意，它们都保留了换行符，而fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin)则将其​​删除。从buffer[strcspn(buffer, "\n")] = 'getline()';删除尾随换行符的一个好习惯是'a'，无论缓冲区中是否有换行符，它都能正常工作。使用'Z'，它可以告诉您该字符串有多长，因此您可以使用它来删除换行符（尽管有一个外部的机会，该文件不是以换行符结尾，所以最后读取的行将没有换行符-这令人讨厌）。

测试

哦，测试代码很重要。直到@NowIGetToLearnWhatAHeadIs指出解码中的错误，我才对任何数据运行您的代码（或我的代码）。那真让我懒惰-将您的错误复制到我的代码中。测试非常重要！

将'a'映射为'Z'

我决定不热衷于将我的代码将q4312079q映射到q4312079q。修复起来很容易。第三个程序的此变体处理它。它包含一个断言，以确保未在EBCDIC机器上成功使用该代码。

#include <assert.h>
#include <ctype.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int c;

    assert('Z' - 'A' == 25 && 'z' - 'a' == 25);

    while ((c = getchar()) != EOF)
    {
        if (toupper(c) == 'A')
            c += 25;
        else if (isalpha(c))
            c -= 1;
        putchar(c);
    }

    return 0;
}

样本输入：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
09@?

示例输出：

ZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXY
zabcdefghijklmnopqrstuvwxy
09@?

更干净！

使用C11，您可以使用“静态断言”代替运行时断言。这将阻止程序编译：

static_assert('Z' - 'A' == 25 && 'z' - 'a' == 25,
              "Alphabet should be contiguous but isn't");

#2 楼

这是当前算法的实现，带有适当的错误检查。

但是，此算法似乎与问题的内容不匹配，因为当问题表明需要递减值时，它将增加char值。

#include<stdio.h> // scanf(), perror(), fprintf() sprintf()
// need following header for error handling
#include <stdlib.h>  // exit(), EXIT_FAILRUE
#include <string.h>  // strlen()
#include <ctype.h>   // toupper(), isalpha()

// not a valid function signature: main()
int main( void )
{
//poor choice for a number that will never be <0    int size;
    size_t size;
//always check the returned value to assure the operation was successful    scanf("%d", &size);
    if( 1 != scanf( "%lu", &size ) )
    {
        perror( "scanf for string length failed" );
        exit( EXIT_FAILURE );
    }

    // implied else, scanf successful

// need to allow for NUL termination character    char str[size];
    char str[ size+1];
// always include a MAX CHARACTERS modifier to avoid buffer overflow    scanf("%s", str);
// note: this input will stop early if a space or newline is encountered
    char format[20] = {'q4312078q'};
    sprintf( format, "%c%lu%c", '%', size, 's' );
    if( 1 != scanf( format, str ) )
    {
        perror( "scanf for string failed" );
        exit( EXIT_FAILURE );
    }

    // implied else, scanf successful

// never trust the user
    if( strlen( str ) != size )
    { // then wrong number of chars entered
        fprintf( stderr, "Num chars entered %lu does not match expected %lu chars\n",
                strlen(str),
                size );
        exit( EXIT_FAILURE );
    }

    // implied else, expected number of characters entered

//    for (int i=0; i<size; i++)
    for( size_t i=0; i<size; i++ )
    {
        // validate the input from the user
        if( !(isalpha(str[i])) || (toupper(str[i]) != str[i]) )
        { // invalid char entered
            fprintf( stderr, "invalid char %c entered, must all be upper case alpha\n", str[i] );
            exit(EXIT_FAILURE );
        }

        // implied else, valid character

        if (str[i]!='Z')
        { // any upper case char except 'Z'
// avoid implicit conversions str[i] -= 1;
            str[i]--;
        }

        else
        { // wrap around any 'Z'
            //str[i] -= 25;
            str[i] = 'A';
        }

        printf("%c", str[i]);
    } // end for

    return 0;
} // end function: main

但是，对scanf()和printf()的调用非常昂贵。在循环中调用getchar()会更快地对数据行进行“编码”，而在该循环中调用putc()会更快。

#3 楼

这使我想起了过去的时光-与同学和同事进行编程练习和比赛。

首先，main()必须返回一个int值。有些编译器也会接受void。

int main()

那么您就不能使用可变大小的数组，因为它将花费更多的时间来编译程序。对于您自己的情况，应该执行以下操作：

#include <memory>

....
//char str[size];
char* str = malloc(size + 1);  // also make sure size > 0, and +1 for NULL terminates a string

在for循环中，如果您确定所有输入字符的范围都从A到Z ...

str[i] = (str[i] - 'A' + 25) % 26 + 'A';

最后，别忘了释放字符串：

free(str);

我没有尝试编译所有这些，因此可能会有任何错误。