Сравнение способов переноса кода с Python на C

Дополнительные расширенные примеры переноса кода

Пример 1: Обработка строк

Как перевести код, работающий со строками, из Python в C?

Python-код, подсчитывающий количество гласных в строке:

def count_vowels(s):
    vowels = set('aeiou')
    return sum(1 for ch in s.lower() if ch in vowels)

Ручной перевод на C требует работы с массивами char и ручного сравнения:

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

int count_vowels(const char* s) {
    const char* vowels = "aeiou";
    int count = 0;
    for (size_t i = 0; i < strlen(s); ++i) {
        char c = tolower(s[i]);
        if (strchr(vowels, c))
            count++;
    }
    return count;
}

int main() {
    printf("%d\n", count_vowels("Hello World"));
    return 0;
}

3

Здесь используется функция strchr для поиска символа. Необходимо помнить о нуль-терминации строк.

Пример 2: Работа с двумерными массивами (матрицами)

Как реализовать умножение матриц в C, имея аналог на Python?

Python с использованием списков:

def mat_mul(A, B):
    n = len(A)
    m = len(B[0])
    p = len(B)
    C = [[0]*m for _ in range(n)]
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            for k in range(p):
                C[i][j] += A[i][k] * B[k][j]
    return C

На C потребуется выделение памяти и работа с указателями:

#include <stdlib.h>

int** mat_mul(int** A, int** B, int n, int m, int p) {
    int** C = (int**)malloc(n * sizeof(int*));
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        C[i] = (int*)calloc(m, sizeof(int));
        for (int j = 0; j < m; ++j)
            for (int k = 0; k < p; ++k)
                C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];
    }
    return C;
}

Обязательно освобождать память после использования. Ошибки: утечки памяти при сбоях выделения.

Пример 3: Рекурсия с мемоизацией (числа Фибоначчи)

Как перенести рекурсивную функцию с мемоизацией из Python в C?

Python с использованием словаря:

memo = {}
def fib(n):
    if n in memo:
        return memo[n]
    if n <= 2:
        res = 1
    else:
        res = fib(n-1) + fib(n-2)
    memo[n] = res
    return res

В C можно использовать статический массив (для малых n) или динамический:

#include <stdlib.h>

int fib(int n, int* memo, int size) {
    if (n < size && memo[n] != -1)
        return memo[n];
    int res;
    if (n <= 2)
        res = 1;
    else
        res = fib(n-1, memo, size) + fib(n-2, memo, size);
    if (n < size)
        memo[n] = res;
    return res;
}

int main() {
    int n = 10;
    int* memo = (int*)malloc((n+1)*sizeof(int));
    for (int i = 0; i <= n; ++i) memo[i] = -1;
    printf("%d\n", fib(n, memo, n+1));
    free(memo);
    return 0;
}

55

Необходимо следить за размером массива и инициализировать его.

Пример 4: Обработка файлов (чтение CSV и суммирование столбца)

Как перевести чтение файла и обработку данных из Python в C?

Python:

def sum_column(filename, col_idx):
    total = 0
    with open(filename) as f:
        for line in f:
            parts = line.strip().split(',')
            if len(parts) > col_idx:
                try:
                    total += float(parts[col_idx])
                except ValueError:
                    pass
    return total

На C потребуется разбор строк вручную:

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

double sum_column(const char* filename, int col_idx) {
    FILE* f = fopen(filename, "r");
    if (!f) return -1.0;
    char line[1024];
    double total = 0.0;
    while (fgets(line, sizeof(line), f)) {
        char* token;
        int col = 0;
        token = strtok(line, ",\n");
        while (token) {
            if (col == col_idx) {
                total += atof(token);
                break;
            }
            token = strtok(NULL, ",\n");
            col++;
        }
    }
    fclose(f);
    return total;
}

Проблемы: фиксированный размер буфера, отсутствие обработки некорректных данных (atof возвращает 0 при ошибке).