力扣每日一题之位运算的应用

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给你一个字符串 s ，将该字符串中的大写字母转换成相同的小写字母，返回新的字符串。

当然我们可以用库函数解决这个问题，但是如果这个问题出现在面试里，那肯定是不能用库函数的。

这里我们使用位运算解决这个大小写转换问题。

我们知道

  1. 大写字母A-Z的ASCII码是65到90，小写字母的ASCII码是97到112，大小写字母的ASCII码相差32；

  2. 大写A(65)的二进制编码为1000001，小写a(97)的二进制编码位1100001。

从上面我们可以发现一个规律：

  • 大小写是由第五位是1还是0来区分的。
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func main() {
	fmt.Println('a') // 97, 1100001
	fmt.Println('z') // 122, 1111010
	fmt.Println('A') // 65, 1000001
	fmt.Println('Z') // 90, 1011010
}

问题转化为：如何让一个二进制的某一位的值发生改变？

  • 如果需要从0变成1，只需要和这个二进制数进行按位或运算，其中需要变化的位是1，其他位是0；
  • 如果需要从1变成0，只需要和这个二进制数进行按位与运算，其中需要变化的位是0，其他位是1；

大写转小写

在本题中，将二进制数的第5位从0变成1，那么只需要将该二进制数和二进制数0100000按位或即可：

而当该字母本身就是小写字母时，则二进制数不发生改变，即小写字母还是原来的小写字母

而二进制数00100000转换后得到十进制数32，因此如果需要将大写字母转换成小写字母，同时小写字母不变，只需要把这个字符按位或32即可：

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b := 'A'
b |= 32 // 'a'

小写转大写

如果需要将小写转换成大写字母，需要将小写字母的二进制编码的第五位从1变成0，则需要将二进制数和二进制数11011111按位与即可。

而当该字母本身就是大写字母时，则二进制数不发生改变，即大写字母还是原来的大写字母

如何将110111111转换成十进制数呢？

二进制中最高位表示符号位，最高位是1时是负数，0是负数。

负数的计算方式：

1
-64+16+8+4+2+1 = -33

如果需要将小写字母转换成大写字母，同时大写字母不变，只需要把这个字符按位与-33即可：

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2
b := 'A'
b &= -33

大写转小写，小写转大写

也就是二进制的第5位1变为0，同时0变为1.

小写转大写：

大写转小写：

将00100000转换成十进制是32.

如果需要将小写字母转换成大写字母，同时大写字母转换成小写字母，只需要把这个字符按位异或32即可：

1
2
b := 'A'
b ~= 32

总结

  • 大写转小写、小写转大写：字符^=32；
  • 大写转小写、小写转小写：字符|=32；
  • 小写转大写、大写转小写：字符&=-33；

完。