物质摩尔质量的求解 ---C语言

今天和女朋友聊算法，无意中看到一个题，世界上所有的物质均可以由元素周期表中的各个元素组合表示，如果给出有一个物质，用程序实现其物质的量的求解，她一听，觉得还比较简单，但是，随着我聊着聊着，发现，好像不是那么容易去解决，因此，决定写一写这个程序。

首先，在分析过程中，我发现有两个比较难得地方，第一个是，元素周期表中表示元素的符号并不是固定长度，有一个字母表示的，也由两个字母表示的，因此，这无疑增加了我们程序的判断难度，第二个，在表示物质的时候，我们不仅有字母的存在，还有数字的存在，而且，数字可以是多位的，也可以是一位的，比如C12O12，CO2等，因此，我们需要通过判断连续数字的长度来确定某一个元素的个数。听到这里，女票觉得好像有了点思路，说，字母一次拿两个，数字也想一次性那多位出来，其实这是不可取的，在程序中，我们最忌讳的就是“变”，啥意思呢，写程序最好的是一段程序可以同时解决多种情况，这和我们平时做事情正好相反，我们平时做文档啥的最喜欢的就是分类，而程序中尽量减少if……else……语句的出现，否则，会觉得程序很乱，而且调错啥的很不容易。

根据问题的描述，首先，我们分析，表示一种元素最多有两个字母，而且如果是两个字母时候，必然是第一位是大写，第二位是小写，这其实告诉我们两个方面的信息，第一、判断一种元素的充要条件是开头是大写字母，因此程序在执行过程中，发现大写字母，就开始判断当前元素是哪一种。循环时，发现本次取出的是小写字母，直接跳过就可以了，因为，它已经跟随其前面的字母做过判断了，第二、就是告诉我们字符数组定义的长度为3以上，因为还有结束字符'\0'. 这也是我们这个问题的第一个关键点，元素判断。

第二个关键点，自然就是元素的个数是多少，事实上，我们在进行数字计算的时候，依然采用的是一位一位拿出来，每次都做成累加运算就ok。这也是一种经典的处理连续数字的方式，不过这里要注意运算时候不能拿ASCII码运算，要注意字符向数字的转化，一般都会注意。

其实我的程序思路很简单， 首先，过来一个字符串，我们利用for循环，将字符串的每一位拿出来，首先要做的是判断，判断是大写字母时，我们对其后面一位进行判断，如果后一位是小写字母，说明这个元素是用两位字母表示，否则就是用一位字母表示，而后，我们再用得到的一位或者两位的结果去查表，找出该元素在表中对应位置的下标，就找到了该元素的摩尔质量。这时候，就将该元素的摩尔质量加在总的物质的摩尔质量对应的变量。之所以这样处理，因为，只要某一种元素的字母出现在字符串中，说明，该元素在该物质中至少出现了一次，所以，先加上一次。

如果该物质中该元素有多个，那么其后肯定要跟大于2的数字，这个数字可能不止一位，因此，当发现某一位是数字字符的时候，就进入一个循环，计算连续数字表示的值是多少，这里也要注意ASCII码和数字的转化，跳出循环的条件是：不是数字字符，然后，将元素的摩尔质量与该数字减一后的结果相乘，然后累加到总的摩尔质量上，为啥是和该数字减一相乘呢，因为，我们前面说，当某个元素的字母出现时，我们就加了一次，如果只有一个该元素，默认是不用写数字的，所以，就不会有这一步操作，他们的结果是正确的，但是，如果是2个的话，就会紧跟着有2的角标，因此，我们需要有上述相乘累加的操作，但是，因为前面已经加过一次了，所以，要先减一，然后相乘相加。

最后面循环结束，输出结果。欢迎大家留言，讨论。

#include <stdio.h>#include <string.h>#include <ctype.h>int main(){    int i=0,j=0,k=0;    float sum=0;    int count=0;    char element[5],  substance[50];    char elements[100][5]={"C","H","O","N","He","Li","Be","B","F","Ne","Na","Mg","Al","Si","P","S","Ci","Ar","K","Ca"};    float index[100]={12.01, 1.008, 16.00, 14.01, 4.003, 6.941, 9.012, 10.81, 19.00, 20.18, 22.99, 24.31, 26.98,28.09,30.97,32.06,35.45,39.95,39.1,40.08};    int num_ele=0;    while(scanf("%s",substance)){        if(!strcmp(substance,"over")){            break;        }        sum=0;        for(i=0;i<strlen(substance);i++){            if(isupper(substance[i])){                if(islower(substance[i+1])){                    num_ele = 2;                }                else {                    num_ele = 1;                }                if(num_ele){                    k=i;                    for(j=0;j<num_ele;j++,k++){                        element[j] = substance[k];                    }                    element[j] = 0;                    num_ele=0;                    j=0;                    while(1){                        if(!strcmp(element,elements[j])){                            break;                        }                        j++;                    }                    sum+=index[j];                }            }            else if(isdigit(substance[i])){                    count = 0;                    while(isdigit(substance[i])){                        count = count * 10 + (substance[i] - '0');                        i++;                    }                    i--;                    count--;                    sum+=(index[j]*count);            }        }        printf("The molar mass of the %s is: %.3f g/mol\n",substance,sum);    }    return 0;}