C 語言實作文字排版：單字間空白平均分配演算法

問題描述

將一行文字中的單字間空白符平均重新分配，實現兩端對齊排版效果。規則：

1. 統計單字數 (word count) 與空白總數 (space count)
2. 計算每間隔基礎空白數：base = spaces / (words - 1)
3. 多餘空白優先分配給前面間隔：extra = spaces % (words - 1)
4. 單字數 ≤ 1 時不處理

核心演算法程式碼

#include 
#include 

#define N 80

void edit(char *s) {
    int i, sp = 0, w = 0, inw = 0;
    
    // 階段 1：統計單字數與空白數
    for (i = 0; s[i]; i++) {
        if (s[i] == ' ') {
            sp++;
            inw = 0; // 進入空白狀態
        } else if (!inw) {
            w++;
            inw = 1; // 進入單字狀態
        }
    }
    
    if (w <= 1) return; // 單字不超過 1，無需排版
    
    int v = sp / (w - 1); // 每間隔基礎空白數
    int r = sp % (w - 1); // 多餘空白數
    
    // 階段 2：重新排版
    char buf[N];
    strcpy(buf, s); // 備份原字串
    char *str = buf; // 讀取指標
    char *dst = s;   // 寫入指標 (原地修改)
    
    while (*str) {
        // 跳過原有空白
        while (*str == ' ') str++;
        
        // 複製單字
        while (*str && *str != ' ') {
            *dst++ = *str++;
        }
        
        if (--w == 0) break; // 最後一個單字不加空白
        
        // 插入基礎空白
        for (i = 0; i < v; i++) *dst++ = ' ';
        
        // 插入多餘空白 (優先前面間隔)
        if (r > 0) {
            *dst++ = ' ';
            r--;
        }
    }
    *dst = '\0'; // 結束符
}

int main() {
    char buff[N];
    puts("This is a typeset program!\nPlease input a character line:\n");
    fgets(buff, N, stdin);
    buff[strcspn(buff, "\n")] = '\0'; // 移除換行
    
    edit(buff);
    printf("\nThe character line after typeset is:\n\n%s\n", buff);
    return 0;
}

演算法步驟圖解

輸入: "Hello    world  !"
統計: words=3, spaces=6
計算: base=6/(3-1)=3, extra=0
輸出: "Hello   world   !"

輸入: "A  B C"
統計: words=3, spaces=3
計算: base=1, extra=1
輸出: "A  B C" (第一間隔得 2 空白，第二間隔得 1 空白)

關鍵技巧解析

執行結果示例

擴充應用方向

1. 支援製表符：將 \t 視為固定寬度空白
2. Unicode 寬字元：使用 wchar_t 處理全形字元寬度
3. HTML/CSS text-align: justify：瀏覽器渲染引擎核心演算法
4. PDF 文字排版：報表產生器核心功能

結語

文字排版演算法展示了 C 語言指標操作、狀態機設計與原地修改技巧的經典結合。掌握單次掃描統計、雙指標讀寫分離、餘數優先分配三大核心模式，不僅能解決排版問題，更能舉一反三應用於資料壓縮、協定解析、串流處理等領域。

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