【Python 千题 —— 算法篇】字符统计

news2025/1/9 16:18:27

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字符串处理

题目背景

在编程中，对字符串的字符统计是一个常见任务。这在文本处理、数据分析、词频统计、自然语言处理等领域有广泛应用。无论是统计字母出现的频率，还是分析不同字符类型的数量，字符串字符统计都是非常有用的技术。

字符统计可以帮助我们更好地理解数据的分布情况，进而做出有针对性的优化。通过这个问题的学习，能够让我们更熟悉字符串的处理技巧，提升在实际项目中处理复杂文本数据的能力。

题目描述

编写一个函数 char_count()，接收一个字符串 s 作为输入，统计字符串中各种字符的出现频率，包括字母、数字、空格、符号等。

函数需满足以下要求：

定义函数 char_count(s)，返回一个字典，键为字符类别（如字母、数字、空格等），值为该类别字符的出现次数。
字符类别包括：字母、数字、空格、符号。
输入为空字符串时，返回一个空字典。

输入描述

一个字符串 s，包含字母、数字、空格、标点符号等。

输出描述

返回一个字典，表示不同类别字符的统计结果。

示例

示例 ①

输入：

# 调用 char_count() 函数
print(char_count("Hello, World! 123"))

输出：

{'letters': 10, 'digits': 3, 'spaces': 2, 'symbols': 2}

示例 ②

输入：

print(char_count("   "))

输出：

{'letters': 0, 'digits': 0, 'spaces': 3, 'symbols': 0}

代码讲解与多种解法

解法一：使用循环和条件判断统计字符

最直接的解法是通过遍历字符串中的每个字符，使用条件判断来统计字符属于哪种类别。Python 提供了一些内置方法，比如 char.isalpha() 判断是否为字母，char.isdigit() 判断是否为数字等。这些函数可以帮我们快速判断字符的类型。

def char_count(s):
    if not s:
        return {}
    
    counts = {'letters': 0, 'digits': 0, 'spaces': 0, 'symbols': 0}
    
    for char in s:
        if char.isalpha():
            counts['letters'] += 1
        elif char.isdigit():
            counts['digits'] += 1
        elif char.isspace():
            counts['spaces'] += 1
        else:
            counts['symbols'] += 1
    
    return counts

优点：

代码清晰明了，结构简单，容易理解。
适用于小型字符串的处理，直接判断字符类型。

缺点：

每次都需要手动判断字符类别，代码稍显冗长。
对于非常长的字符串，效率可能不是最优。

解法二：使用 `collections.Counter` 辅助统计

在统计字符时，可以使用 collections.Counter 来帮助我们进行频率统计。虽然 Counter 主要用于计数具体字符，但我们可以通过将字符按类别进行分组，从而更方便地实现字符统计。

from collections import Counter

def char_count(s):
    if not s:
        return {}
    
    counts = Counter(s)
    result = {'letters': 0, 'digits': 0, 'spaces': 0, 'symbols': 0}
    
    for char, count in counts.items():
        if char.isalpha():
            result['letters'] += count
        elif char.isdigit():
            result['digits'] += count
        elif char.isspace():
            result['spaces'] += count
        else:
            result['symbols'] += count
    
    return result

优点：

使用 Counter 进行统计，代码更加简洁，减少了手动操作。
可以在统计的同时进行分类，避免遍历两次。

缺点：

对字符的类别依然需要手动判断。

解法三：使用正则表达式（Regex）

正则表达式是处理字符串的强大工具。我们可以通过正则表达式来匹配不同类别的字符，如匹配字母、数字、空格、符号等，从而进行分类统计。

import re

def char_count(s):
    if not s:
        return {}
    
    letters = len(re.findall(r'[a-zA-Z]', s))
    digits = len(re.findall(r'\d', s))
    spaces = len(re.findall(r'\s', s))
    symbols = len(s) - (letters + digits + spaces)
    
    return {'letters': letters, 'digits': digits, 'spaces': spaces, 'symbols': symbols}