【题目来源】

洛谷：B4556 [GESP202606 三级] 字符转换 - 洛谷

【题目描述】

小杨同学有一串字符，里面可能有：

• 大写字母，比如 $A$、$B$、$C$
• 小写字母，比如 $a$、$b$、$c$
• 数字，比如 $0$、$1$、$2$

现在小杨同学想把这串字符变一变，规则如下：

1. 如果是大写字母，就变成对应的小写字母；
2. 如果是小写字母，就变成对应的大写字母；
3. 如果是数字，就变成 * 。

请你按照这个规则，帮小杨把整串字符转换好。

【输入】

输入一共有 $2$ 行。

第一行：一个整数，表示这串字符一共有多少个字符。

第二行：一串连续的字符，中间没有空格。

【输出】

输出转换后的字符。

注意：输出时字符之间不要加空格。

【输入样例】

5
aBc98

【输出样例】

AbC**

【核心思想】

1. 问题分析：给定长度为 $n$ 的字符串 $S$，需要对每个字符进行分类转换：大写字母 $\to$ 小写字母、小写字母 $\to$ 大写字母、数字 $\to$ *。本质是字符级别的条件映射问题，根据字符的 ASCII 属性执行不同的转换规则。

2. 算法选择：

   • 逐字符分类转换：遍历字符串，利用字符分类函数 islower()、isupper()、isdigit() 判断类型，调用对应的大小写转换函数或替换为 *
   • 原地修改：直接在原字符串上修改，无需额外空间

3. 关键步骤：

   • 读取输入：$n$（字符串长度）和 $S$
   • 遍历转换：对 $S$ 的每个字符 $S_i$：
     • 若 islower(S_i) 为真：$S_i\leftarrow$ toupper(S_i)（小写转大写）
     • 否则若 isupper(S_i) 为真：$S_i\leftarrow$ tolower(S_i)（大写转小写）
     • 否则：$S_i\leftarrow$ *（数字等字符替换）
   • 输出结果：输出转换后的字符串 $S$

4. 时间/空间复杂度：

   • 时间复杂度：$O(n)$，遍历字符串一次，每个字符的分类和转换均为 $O(1)$
   • 空间复杂度：$O(1)$（除输入字符串外），原地修改无需额外辅助空间

5. 字符分类转换的核心思想：

   • 类型三分支：将字符集划分为互斥的三个子集（小写字母、大写字母、其他），每个子集对应唯一的转换规则，通过 if-else if-else 链实现清晰的分支逻辑
   • ASCII 码运算：toupper 和 tolower 内部基于 ASCII 码的固定偏移（小写与大写相差 $32$）实现 $O(1)$ 转换，也可手动通过 S[i] ^= 32（仅对字母）实现
   • 原地覆盖策略：直接在原字符串上修改，避免创建新字符串带来的额外空间开销，符合"转换"而非"生成"的语义
   • 防御性编程：使用 islower / isupper 而非直接比较 ASCII 范围，代码可读性更强且能正确处理扩展字符集（尽管本题限定为字母和数字）
   • 适用于字符级别的条件替换、大小写互换、符号过滤等基础字符串处理问题

【算法标签】

#入门 #字符串入门

【代码详解】

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int n;                             // n: 字符串长度
string s;                          // s: 需要转换的字符串

int main()
{
    cin >> n >> s;                 // 读入字符串长度和字符串本身

    for (int i = 0; i < s.size(); i++)  // 遍历字符串中的每个字符
    {
        if (islower(s[i]))         // 如果是小写字母
            s[i] = toupper(s[i]);  // 转换为对应的大写字母
        else if (isupper(s[i]))    // 如果是大写字母
            s[i] = tolower(s[i]);  // 转换为对应的小写字母
        else                       // 如果是数字等其他字符
            s[i] = '*';            // 替换为 '*'
    }

    cout << s << endl;             // 输出转换后的字符串

    return 0;
}

【运行结果】

5
aBc98
AbC**