PAT 甲級 1009 說反話：單詞逆序輸出的兩種 C 語言實現與編譯器差異分析

編輯：關於C語言

單詞逆序：從數組存儲到流式掃描的兩種范式對比

題目要求：讀入一行長度 ≤ 80 的英文句子，單詞間單空格分隔，行尾無多餘空格，輸出單詞順序逆序的句子。本文提供雙數組存儲法與流式 scanf 法兩種實現，並深度分析後者依賴 EOF 行為的編譯器差異問題。

一、方法一：雙數組存儲（通用、穩健、無編譯器依賴）

#include 
#include 

#define MAX_LEN 80
#define MAX_WORDS 40 // 最多約 40 個單字母單詞

int main() {
    char words[MAX_WORDS][MAX_LEN + 1]; // 存儲每個單詞
    char line[MAX_LEN + 1];
    int count = 0;
    
    // 讀取整行（含空格）
    if (fgets(line, sizeof(line), stdin) == NULL) return 0;
    line[strcspn(line, "\n")] = '\0'; // 移除換行符
    
    // 解析單詞：手動掃描或 sscanf
    char *token = strtok(line, " ");
    while (token != NULL && count < MAX_WORDS) {
        strcpy(words[count++], token);
        token = strtok(NULL, " ");
    }
    
    // 逆序輸出
    for (int i = count - 1; i >= 0; i--) {
        printf("%s", words[i]);
        if (i > 0) printf(" ");
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

優點：邏輯清晰，不依賴特定輸入結束標記，可處理任意空白分隔（strtok 自動處理多空格），移植性最強。

二、方法二：流式 scanf("%s")` + EOF` 判斷（代碼極簡但有陷阱）

#include 

#define MAX 80

int main() {
    char s[MAX/2][MAX+1]; // 假設最多 40 個單詞
    int cnt = 0;
    
    // 關鍵：scanf("%s") 跳過空白，讀取單詞；遇 EOF 返回 EOF
    while (scanf("%s", s[cnt++]) != EOF);
    
    cnt -= 2; // 循環結束時 cnt 多增 1，且最後一次讀失敗不算，實際有效 cnt-1，輸出索引從 cnt-2 開始
    while (cnt > 0) {
        printf("%s ", s[cnt--]);
    }
    printf("%s\n", s[0]); // 最後一個單詞不加空格
    return 0;
}

三、方法二深度陷阱分析

1. EOF` 觸發條件差異

OJ 環境：輸入文件讀完自動觸發 EOF，scanf 返回 EOF，循環正常結束。
本地終端 (Windows/Dev-C++)：標準輸入不自動發送 EOF，程序會卡在 scanf 等待輸入，需手動輸入 Ctrl+Z + Enter 才能結束，體驗極差。
Linux/macOS 終端：Ctrl+D 發送 EOF，行為正常。

2. 緩衝區殘留換行符問題

若前序有 scanf("%d", &n) 讀取整數，緩衝區殘留 \n，後續 scanf("%s") 會跳過它（%s 自動跳過空白），通常無影響。但若混用 getchar()/gets() 需手動清理。

3. 邊界條件：單詞數超限

代碼固定 s[40][81]，若輸入單詞超過 40 個（極短單詞），發生緩衝區溢出。安全做法：動態分配或檢查 cnt < MAX_WORDS。

四、進階優化：單次掃描原地逆序（O(1) 額外空間）

#include 
#include 

void reverse(char *s, int l, int r) { // 反轉 s[l..r]
    while (l < r) { char t = s[l]; s[l++] = s[r]; s[r--] = t; }
}

int main() {
    char line[81];
    fgets(line, sizeof(line), stdin);
    line[strcspn(line, "\n")] = '\0';
    int len = strlen(line);
    
    // 1. 整體反轉
    reverse(line, 0, len - 1);
    // 2. 各單詞單獨反轉
    int start = 0;
    for (int i = 0; i <= len; i++) {
        if (line[i] == ' ' || line[i] == '\0') {
            reverse(line, start, i - 1);
            start = i + 1;
        }
    }
    puts(line);
    return 0;
}

原理："Hello World" → "dlroW olleH" → "World Hello"。單次掃描，原地修改，空間最優，無編譯器依賴，推薦作為標準解法。

五、方案對比總結

方案	空間	時間	可移植性	代碼複雜度	推薦場景
雙數組存儲	O(N)	O(N)	★★★★★	低	教學、通用工具、輸入格式複雜
scanf+EOF	O(N)	O(N)	★★☆☆☆ (依賴文件EOF)	極低	OJ 刷題、快速驗證、輸入保證單行文件結束
原地反轉	O(1)	O(N)	★★★★★	中	嵌入式、大數據流、面試標準答案

核心收穫：scanf("%s") + EOF 是 OJ 刷題的「速成技巧」，但不可用於交互式程序或跨平台產品代碼。工程實踐中，請使用 fgets 讀整行 + strtok/手動解析，或原地反轉算法。理解 EOF 在文件流 vs 終端流的行為差異，是 C 語言 IO 系統編程的必修課。