c语言读入一篇英语文档，统计26个英文字母和空格出现的频率，计算信息熵

在C语言中，我们可以使用标准库`stdio.h`、`ctype.h`以及`string.h`来读取文件并统计字母和空格的频率。下面是一个简单的例子，它会读取一个英文文本文件，统计26个大写字母和单个空格的出现次数，然后计算信息熵。

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

#define ALPHABET_SIZE 26

// 单独统计一个字符的频率
void count_char(char ch, unsigned int* freq) {
    if (isalpha(ch)) { // 如果是字母
        if (isupper(ch)) { // 转换为小写再计数
            ch += 'a' - 'A';
        }
        (*freq)[ch]++;
    } else if (isspace(ch)) { // 如果是空格
        (*freq)[ALPHABET_SIZE + 1]++;
    }
}

// 计算字符串中所有字符的频率
void count_text(const char* text, unsigned int* freq) {
    while (*text) {
        count_char(*text++, freq);
    }
}

// 计算信息熵
double calculate_entropy(unsigned int* freq, int n) {
    double entropy = 0.0;
    double total_count = n;

    for (int i = 0; i <= ALPHABET_SIZE + 1; ++i) {
        if (freq[i]) {
            double prob = (double) freq[i] / total_count;
            entropy -= prob * log2(prob);
        }
    }

    return entropy;
}

int main() {
    FILE* file = fopen("input.txt", "r");
    if (!file) {
        perror("Error opening file");
        return 1;
    }

    unsigned int letter_freq[ALPHABET_SIZE + 1] = {0};
    fseek(file, 0, SEEK_END); // 获取文件长度
    int file_size = ftell(file);
    fseek(file, 0, SEEK_SET);

    char buffer[1024]; // 临时缓冲区
    int chars_read;
    while ((chars_read = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), file)) > 0) {
        count_text(buffer, letter_freq);
    }

    fclose(file);

    double info_entropy = calculate_entropy(letter_freq, file_size);
    printf("Information Entropy: %.2f\n", info_entropy);
    return 0;
}

在这个代码里，我们先打开文件，然后逐行读取，统计字母和空格的频率。接着调用`calculate_entropy`函数来计算信息熵。