第一部分：比较读取文件的效率
在之前的文章《生信（五）awk求取某一列的平均值》中，笔者曾经给出过C语言求取某列平均值的代码，但是最近回顾时发现，这段代码至少有几点不足：
1. 利用 fgetc 函数来读取文件，现在看来效率不高。
2. 如果文件最后没有一个空白行的话，会陷入无限循环。也就是对 EOF 的处理不完善。
大家都知道，C语言读取文件的常用函数有 fgetc、fgets、fread 以及 fscanf 等。笔者曾经一度以为就读取文件的效率而言，fgetc 不亚于其他函数。但是究竟是不是这样，还是自己验证一下让自己信服。
首先随机生成一个文件，1000万行，4列（该文件下面还会用到）。我们看一下上述函数读取文件的效率：
从上图中可以看出，fread 的效率最高，fgetc 的效率最低。当然这种比较很粗浅，但是能大概看出趋势。
各个函数读取文件的代码如下：其中 main 函数是一样的，只是 readFile 函数的实现不同。
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#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define BUFSIZE 4096void readFile(FILE* fp);int main(int argc, char* argv[]) { FILE *fp; time_t start, end; start = time(NULL); if (argc < 2) { printf("Usage: %s <filename>\n", argv[0]); return 1; } if ((fp = fopen(argv[1], "r")) == NULL) { printf("Error: cannot open file\n"); return 1; } readFile(fp); fclose(fp); end = time(NULL); printf("time spent: %d seconds\n", end - start); return 0;}// readFile_fgetc:void readFile(FILE* fp) { char c; while ((c = fgetc(fp)) != EOF) ;}// readFile_fgets:void readFile(FILE* fp) { char buf[BUFSIZE]; while (fgets(buf, MAXLINE, fp) != NULL) ;}// readFile_fread:void readFile(FILE* fp) { char buf[BUFSIZE]; while (fread(buf, 1, BUFSIZE, fp) > 0) ;}// readFile_fscanf:void readFile(FILE* fp) { char buf[BUFSIZE]; while (fscanf(fp, " %[^\n]s", buf) == 1) ;} |
第二部分：比较求取列平均值的效率
那么各个函数计算列平均值的效率如何呢？我们依然使用上面那1000万行的文件，用上述各个函数实现计算第2列平均数的功能，它们的效率如下：
代码如下：main 函数大体上是一样的，只是 colAver 函数的实现不一样。
（这些代码完善地处理了EOF，无论文件最后是否有空白行都可以正确运行。但是仍然有前提，就是文件中每一行的分隔符（列数）是一样的，否则代码可能会出错。）
这些代码中，fscanf 的最简短，该函数可以大大提高格式化读取数据的编程效率。
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#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define BUFSIZE 4096void getColAver(FILE* fp, const int k); int main(int argc, char* argv[]) { FILE *fp; time_t start, end; start = time(NULL); if (argc < 2) { printf("Usage: %s <filename>\n", argv[0]); return 1; } if ((fp = fopen(argv[1], "r")) == NULL) { printf("Error: cannot open file\n"); return 1; } getColAver(fp, 2); fclose(fp); end = time(NULL); printf("time spent: %d seconds\n", end - start); return 0; } // colAver_fgetc: void getColAver(FILE* fp, const int k) { int i = 0; // num of '\t' int j = 0; // num of chars int c; // char char col[50]; float sum = 0; int n = 0; // num of lines. int inCol = 0; while ((c = fgetc(fp)) != EOF) { if (i == k - 1) { inCol = 1; if (c == '\t') i++; else if (c == '\n') i = 0; else col[j++] = c; } else { if (c == '\t') i++; else if (c == '\n') i = 0; if (inCol) { col[j] = '\0'; sum += atof(col); n++; } j = 0; inCol = 0; } } if (inCol) { col[j] = '\0'; sum += atof(col); n++; } if (n == 0) printf("Error: no line!\n"); else printf("The average of col %d is %f\n", k, sum / n); } // colAver_fgets: void getColAver(FILE* fp, const int k) { int i = 0; // num of '\t' int j = 0; // num of chars char col[50]; char buf[BUFSIZE]; float sum = 0; int n = 0; // num of lines. int inCol = 0; char* p; while (fgets(buf, BUFSIZE, fp) != NULL) { for (p = buf; *p != '\0'; p++) { if (i == k - 1) { inCol = 1; if (*p == '\t') i++; else if (*p == '\n') i = 0; else col[j++] = *p; } else { if (*p == '\t') i++; else if (*p == '\n') i = 0; if (inCol) { col[j] = '\0'; sum += atof(col); n++; } j = 0; inCol = 0; } } } if (inCol) { col[j] = '\0'; sum += atof(col); n++; } if (n == 0) printf("Error: no line!\n"); else printf("The average of col %d is %f\n", k, sum / n); } // colAver_fread: void getColAver(FILE* fp, const int k) { int i = 0; // num of '\t' int j = 0; // num of chars char col[50]; char buf[BUFSIZE]; float sum = 0; int n = 0; // num of lines. int m, l; int sizeChr = sizeof(char); int inCol = 0; while ((l = fread(buf, sizeChr, BUFSIZE, fp)) > 0) { for (m = 0; m < l; m++) { if (i == k - 1) { inCol = 1; if (buf[m] == '\t') i++; else if (buf[m] == '\n') i = 0; else col[j++] = buf[m]; } else { if (buf[m] == '\t') i++; else if (buf[m] == '\n') i = 0; if (inCol) { col[j] = '\0'; sum += atof(col); n++; } j = 0; inCol = 0; } } } if (inCol) { col[j] = '\0'; sum += atof(col); n++; } if (n == 0) printf("Error: no line!\n"); else printf("The average of col %d is %f\n", k, sum / n); } // colAver_fscanf: void getColAver(FILE* fp) { float f; float sum = 0; int n = 0; // num of lines. while (fscanf(fp, "%*s%f%*[^\n]s", &f) == 1) { sum += f; n++; } if (n == 0) printf("Error: no line!\n"); else printf("The average of col 2 is %f\n", sum / n); } |
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