编程小技巧

        今天跟大家分享的小技巧是关于英文字母的大小写转换的。有时候我们会遇到一些关于字母大小写转换的问题，比如将某一个字符串中的字母转为大写，或转为小写，将Hello World转为HELLO WORLD或是转为hello world。那么我们需要如何来设计程序呢？说到大小写转换，我们自然就想到了将'a'转为'A'；将'b'转为'B'；将'c'转为'C'……也就是说我们可以遍历字符串中所有的字符，并判断当前字符是'a'、'b'、'c'……的哪一个，然后再把它们转为对应的大写字母'A'、'B'、'C'……具体的程序如下：

char toUpperCase(char ch)
{
        if (ch == 'a')
        {
                return 'A';
        }   
        if (ch == 'b')
        {
                return 'B';
        }   
        if (ch == 'c')
        {
                return 'C';
        }  
 
        ......

        if (ch == 'z') 
        { 
                return 'Z'; 
        } 
        return ch;
}

        我们来这样编写程序从结果上看没有任何问题，但这段程序的运行效率实在太低了，而且26个字母就需要编写26个判断条件，这样的程序过于笨拙。我们换一个角度思考这个问题，先来回顾一下英文字母在ASCII码表中的编码和位置：

        我们注意到A-Z和a-z这些字母都是按顺序编码的，并且同一个字母的大小写编号都差32，也就是说'a'-'A' == 32；'b'-'B' == 32；'c'-'C' == 32； ... 'z'-'Z' == 32。当我们看到这个规律时，大小写转换的问题就变的简单明了了：

• 小写字母转换为大写字母，只需要将其编码减去32即可；
• 大写字母转换为小写字母，只需要将其编码加上32即可。

        于是我们的程序就可以这样来编写：

void toUpperCase(char *p) 
{
        while (*p != '\0')
        {   
                if (*p >= 'a' && *p <= 'z')
                {   
                        *p -= 32; 
                }
        }   
}

        上面程序是将字符串中的小写字母转为大写字母，对于大写转小写的情况只需要将条件判断处修改成A到Z并将*p -= 32;这里的减号修改成加号修改*p += 32;即可。

        这样的程序就比较美观并且高效了，但还有没有更好的办法来解决这个问题呢？我们继续来观察ASCII码表中的编码，可以看到任意一个字母的大写字符和小字符的二进制编码中只有第5个bit位（从右向左依次为第0位、第1位、第2位、第3位、第4位、第5位、第6位、第7位）不同，其它bit位上的数值都是相同的，例如：

0100 0001    A        0110 0001    a
0100 0010    B        0110 0010    b
0100 0011    C        0110 0011    c

       也就是说所有大写字母的第5个bit位上都是0，而所有小写字母的第5个bit位上都是1（当初American National Standard Institute制定ASCII码时就是这样巧妙的设计），所以：

• 将一个字母转为小写，只需要将其第5个bit位转为1即可；
• 将一个字母转为大写，只需要将其第5个bit位转为0即可。

        于是我们的程序就可以这样来编写：

char toUpperCase(char *p)
{
        while (*p != '\0')
        {
                if (*p >= 'a' && *p <= 'z')
                {
                        *p &= 0xdf;
                }
        }
}

        上面程序是将字符串中的小写字母转为大写字母，对于大写转小写的情况只需要将条件判断处修改成A到Z并将*p &= 0xdf;这里修改成*p |= 0x20;即可。

        但是这样的程序看起来还是有一点奇怪：0xdf和0x20不是那么人性化，读起来也不是很好懂，我们可以将其修改为以下形式：

//小写转大写
if (*p >= 'a' && *p <= 'z')
{
        //第5个bit位变为0
        *p &= ~(1 << 5);
}

//大写转小写
if (*p >= 'A' && *p <= 'Z')
{
        //第5个bit位变为1
        *p |= (1 << 5);
}

        今天的小技巧你学会了吗？