位运算对字母大小写的转换

先定义一个字符 char c; 以下讨论默认 c 为字母

我们知道小写字母的ASCII值比其大写字母的大32，因此我们通常采取下面两种方式转换字母大小写

c = c + 32; 把大写字母转换为小写
c = c - 32; 把小写字母转换为大写

我们要把 c 转换为大写字母，如果一开始我们不知道 c 为大写还是小写，要对其转换的话，我们通常需要一个 if 语句判断一下 c 的大小写如：if(c>='a'&&c<='z') 或者if(islower(c)) ，然后才对其转换，一般需要两步。有没有更加高效的算法一步到位呢？当然是有的，而且还真和位有关，位运算！

我们先来看一眼具体操作：

c = c | 32; 利用或运算将这个字母转化为小写字母
c = c & ~32; 利用与运算将这个字母转化为大写字母
c = c ^ 32; 利用异或运算将字母大小写互换，即大写转小写，小写转大写

这样做的原理是什么呢？我们先来看一下字母的ASCII码值

大写	十进制	二进制	小写	十进制	二进制
A	65	0100 0001	a	97	0110 0001
B	66	0100 0010	b	98	0110 0010
C	67	0100 0011	c	99	0110 0011
…
Z	90	0101 1010	z	122	0111 1010

通过观察我们发现，大写字母和其小写的二进制位只有在第5位（加粗部分）才出现不同，其他位都相同

因此，我们只需要改变二进制的第5位，其余位保持不变，就能实现字母大小写的转换，如何改变呢？当然得在那个不同的第5位二进制上面下功夫，利用8位二进制数0010 0000进行操作，它的十进制是32。

一个字母转换为对应小写字母，把这个字母的ASCII值和32按位进行或运算

以A和a为例：

A(0100 0001) | 32(0010 0000) = a(0110 0001)
a(0110 0001) | 32(0010 0000) = a(0110 0001)

一个字母转换为对应大写字母，把这个字母的ASCII值和 ~32 按位进行与运算,~32就是对32按位取反，32(0010 0000) ——> ~32(1101 1111)

以B和b为例：

b(0110 0010) & ~32(1101 1111) = B(0100 0010)
B(0100 0010) & ~32(1101 1111) = B(0100 0010)

字母大小写互换，大写转小写，小写转大写，把这个字母的ASCII值和32按位进行异或运算

以Z和z为例：

Z(0101 1010) ^ 32(0010 0000) = z(0111 1010)
z(0111 1010) ^ 32(0010 0000) = Z(0101 1010)

看了这些推导过程，相信你一定理解了上面的操作了，你也可以编写程序验证一下结果的正确性，以加深印象。如果你还有疑惑的地方，请在下方评论里发问。

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