C/C++ 每日一练：实现字符串的大小写转换

题目要求

实现一个函数，将字符串中的所有字母的大小写进行转换，即将大写字母转换为小写字母，小写字母转换为大写字母，非字母字符保持不变。

示例：

输入："Hello, World!"
输出："hELLO, wORLD!"

做题思路

遍历字符串：字符串本质是字符数组，通过遍历可以逐个检查每个字符的类型并进行操作。

判断字符类型：使用C/C++内置函数（如isupper和islower）判断字符是否为大写或小写字母。
或者通过ASCII码判断字符类型。大写字母范围是'A'-'Z'，小写字母范围是'a'-'z'。

转换大小写：

大写转小写：可以加上偏移量（32），即 'A' + 32 = 'a'。
小写转大写：可以减去偏移量（32），即 'a' - 32 = 'A'。
也可使用库函数tolower和toupper进行转换。

构建结果字符串：

直接修改输入字符串（若可变）。
或者创建一个新字符串存储结果。

知识点解析

字符处理库函数
- isupper(char c)：判断字符是否为大写字母。
- islower(char c)：判断字符是否为小写字母。
- toupper(char c)：将字符转为大写。
- tolower(char c)：将字符转为小写。
ASCII编码：大小写转换基于ASCII值的固定偏移量，了解字符编码有助于优化性能和加深理解。

ASCII编码的范围判断

大写字母的范围：'A'到'Z'，即ASCII值65到90。
小写字母的范围：'a'到'z'，即ASCII值97到122。
偏移量为32，大写字母加32即为对应小写字母，小写字母减32即为对应大写字母。

字符串操作：熟悉C风格字符串（字符数组）和C++中的std::string。

示例代码

包含两种实现方法：一种使用字符处理库函数 (isupper, islower, toupper, tolower)，另一种直接基于ASCII编码操作字符。通过函数重载（C++）或条件编译（C语言），可以自由选择实现方式。

两种实现方式各有优势：

基于库函数：代码简洁、可读性强，但在某些受限环境下可能无法使用。
基于ASCII：无需外部依赖，效率较高，但需要更熟悉字符编码原理。

C 实现

#include <stdio.h>
// #include <ctype.h> // 如果选择使用库函数，可以取消注释
// ctype.h头文件提供用于处理字符的相关的操作，包括判断字符的类型（如字母、数字、空白字符等）以及转换字符的大小写// 定义一个宏，切换实现方法：1为库函数实现，0为ASCII实现
#define USE_LIBRARY_FUNCTIONS 0#if USE_LIBRARY_FUNCTIONS
// 函数：大小写转换（使用库函数实现）
void convertCase(char* str) {for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++) {if (isupper(str[i])) // 如果是大写字母{ str[i] = tolower(str[i]);  // 转为小写} else if (islower(str[i])) {  // 如果是小写字母  str[i] = toupper(str[i]);  // 转为大写}}
}
#else
// 函数：大小写转换（基于ASCII编码实现）
void convertCase(char* str) {for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++) {if (str[i] >= 'A' && str[i] <= 'Z') // 如果是大写字母{ str[i] += 32; // 转换为小写} else if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') { // 如果是小写字母str[i] -= 32; // 转换为大写}}
}
#endifint main() 
{char str[100]; // 定义字符数组，存储用户输入的字符串printf("Please enter a string (length not exceeding 100): ");fgets(str, sizeof(str), stdin); // 从标准输入中读取字符串// 去除字符串末尾可能存在的换行符size_t len = 0;while (str[len] != '\0') {if (str[len] == '\n') {str[len] = '\0';break;}len++;}printf("Original string: %s\n", str); // 打印用户输入的字符串convertCase(str); // 调用大小写转换函数printf("Converted string:: %s\n", str); // 打印转换后的字符串return 0; // 程序结束
}

C++ 实现

#include <iostream>
#include <string>
// #include <cctype> // 如果选择使用库函数，可以取消注释// 函数：大小写转换（基于ASCII编码实现）
std::string convertCaseASCII(const std::string& str) {std::string result = str; // 创建一个副本，存储结果字符串for (char& c : result) // 遍历结果字符串中的每个字符{ if (c >= 'A' && c <= 'Z') // 如果字符是大写字母{ c += 32; // 转换为对应的小写字母} else if (c >= 'a' && c <= 'z') { // 如果字符是小写字母c -= 32; // 转换为对应的大写字母}}return result; // 返回转换后的字符串
}// 函数：大小写转换（使用库函数实现）
std::string convertCaseLibrary(const std::string& str) {std::string result = str; // 创建一个副本，存储结果字符串for (char& c : result) // 遍历结果字符串中的每个字符{ if (std::isupper(c))  // 如果字符是大写字母{c = std::tolower(c); // 转换为小写} else if (std::islower(c)) { // 如果字符是小写字母c = std::toupper(c); // 转换为大写}}return result; // 返回转换后的字符串
}int main() 
{std::string str; // 定义用户输入的字符串std::cout << "Please enter a string: ";std::getline(std::cin, str); // 从标准输入中读取整行字符串std::cout << "Original string: " << str << std::endl; // 打印原始字符串// 使用ASCII实现std::string convertedASCII = convertCaseASCII(str);std::cout << "The conversion result achieved using ASCII: " << convertedASCII << std::endl;// 使用库函数实现std::string convertedLibrary = convertCaseLibrary(str);std::cout << "The conversion results achieved using library functions: " << convertedLibrary << std::endl;return 0; // 程序结束
}