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第一性問題：什么是“大小寫”？

逐步構造代碼：全部轉為大寫?

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我們現在用 第一性原理 的方式，從字符串與字符的本質出發，一步步推導出如何在 C 語言中將字符串中的字母變成全部大寫或全部小寫。

第一性問題：什么是“大小寫”？

我們必須問清楚：

?“A”和“a”之間的差異在計算機里是什么？

答案：ASCII碼！

字符	ASCII值
'A'	65
'a'	97
'B'	66
'b'	98
…	…
'Z'	90
'z'	122

觀察：

每個小寫字母與對應的大寫字母的 ASCII 差值是：32

字母對	差值
'a' - 'A'	97 - 65 = 32
'z' - 'Z'	122 - 90 = 32

推導公式：

• 把小寫轉大寫：ch - 32

• 把大寫轉小寫：ch + 32

但前提是：你必須先判斷這個字符是字母！

?明確目標（功能定義）

1. 輸入一個以 \0 結尾的字符串
2. 將里面所有英文字母統一轉為大寫 或 統一轉為小寫
3. 非字母字符保持不變

如何判斷字符是不是字母？

我們繼續從 ASCII 的第一性原理推導：

范圍	條件	ASCII
大寫字母	'A' <= ch <= 'Z'	65~90
小寫字母	'a' <= ch <= 'z'	97~122

逐步構造代碼：全部轉為大寫?

Step 1: 定義字符串

char str[] = "Hello World! 123";

Step 2: 遍歷字符數組，直到遇 \0

for (int i = 0; str[i] != '\0'; ++i) {// 每個字符處理
}

Step 3: 判斷小寫字母并轉換為大寫

if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') {str[i] = str[i] - ('a' - 'A');  // 或者 -32
}

完整函數

void to_uppercase(char* str) {for (int i = 0; str[i] != '\0'; ++i) {if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') {str[i] = str[i] - ('a' - 'A');}}
}

轉為小寫（相同邏輯，反方向）

void to_lowercase(char* str) {for (int i = 0; str[i] != '\0'; ++i) {if (str[i] >= 'A' && str[i] <= 'Z') {str[i] = str[i] + ('a' - 'A');}}
}

完整程序

#include <stdio.h>void to_uppercase(char* str) {for (int i = 0; str[i] != '\0'; ++i) {if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') {str[i] -= 32;}}
}void to_lowercase(char* str) {for (int i = 0; str[i] != '\0'; ++i) {if (str[i] >= 'A' && str[i] <= 'Z') {str[i] += 32;}}
}int main() {char str1[] = "Hello World!";char str2[] = "Hello World!";to_uppercase(str1);to_lowercase(str2);printf("Uppercase: %s\n", str1);  // 輸出：HELLO WORLD!printf("Lowercase: %s\n", str2);  // 輸出：hello world!return 0;
}

總結邏輯鏈

步驟	原理
為什么能判斷大小寫	ASCII 編碼連續且規范
為什么能轉換	字母大小寫之間固定差值 32
為什么能存空格/符號	只要不是 \0，都可以是字符串一部分
為什么能逐個訪問字符	字符串本質是字符數組
為什么知道終止	全靠 '\0' 終結符