Java 大小写转换 详解

在 Java 中，大小写转换是字符串处理中的常见操作。Java 提供了多种方法来实现字符或字符串的大小写转换。以下是 Java 中大小写转换的详细讲解，包括字符的大小写转换、字符串的大小写转换，以及一些常见的注意事项和示例代码。

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1. 使用 String 类的方法

1.1 toLowerCase()

将字符串的所有字母转换为小写。

String str = "Hello World!";
String lowerCaseStr = str.toLowerCase();
System.out.println(lowerCaseStr);  // 输出: hello world!

特点：

• 不会改变原字符串。
• 支持区域化（Locale），可以根据特定的语言环境转换大小写。

例如：

String str = "İSTANBUL";
String lowerCaseStr = str.toLowerCase(Locale.ENGLISH); // "istanbul"
String lowerCaseTurkish = str.toLowerCase(new Locale("tr", "TR")); // "i̇stanbul"

1.2 toUpperCase()

将字符串的所有字母转换为大写。

String str = "Hello World!";
String upperCaseStr = str.toUpperCase();
System.out.println(upperCaseStr);  // 输出: HELLO WORLD!

特点：

• 同样支持区域化。
• 非字母字符（如数字和符号）保持不变。

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2. 处理单个字符的大小写

Java 提供了 Character 类，用于处理单个字符的大小写。

2.1 Character.toLowerCase()

将单个字符转换为小写。

char c = 'A';
char lowerCaseC = Character.toLowerCase(c);
System.out.println(lowerCaseC);  // 输出: a

2.2 Character.toUpperCase()

将单个字符转换为大写。

char c = 'a';
char upperCaseC = Character.toUpperCase(c);
System.out.println(upperCaseC);  // 输出: A

示例：字符数组的大小写转换

char[] chars = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
    chars[i] = Character.toLowerCase(chars[i]);
}
System.out.println(chars);  // 输出: hello

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3. 自定义大小写转换

如果需要更灵活的大小写转换（例如只转换部分字符或根据特定规则转换），可以使用循环结合 Character 类实现。

示例：首字母大写，其余小写

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "hElLo wOrLd!";
        String[] words = str.split(" ");
        StringBuilder result = new StringBuilder();

        for (String word : words) {
            String capitalized = Character.toUpperCase(word.charAt(0)) + word.substring(1).toLowerCase();
            result.append(capitalized).append(" ");
        }
        System.out.println(result.toString().trim());  // 输出: Hello World!
    }
}

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4. 大小写转换中的注意事项

1. 非字母字符保持不变：

   • 大小写转换只影响字母字符（a-z 和 A-Z）。非字母字符（如数字、空格、符号）不会受影响。

   String str = "123!ABC";
   System.out.println(str.toLowerCase());  // 输出: 123!abc
   

2. Unicode 支持：

   • Java 的大小写转换基于 Unicode 标准，可以正确处理国际字符。

   String str = "Straße";  // 德语中的 “ß”
   System.out.println(str.toUpperCase());  // 输出: STRASSE
   

3. 区域化（Locale）：

   • 不同语言可能对大小写转换有特定规则。比如土耳其语中，I 的小写形式是 ı（而不是 i）。

   String turkish = "I";
   System.out.println(turkish.toLowerCase(Locale.forLanguageTag("tr")));  // 输出: ı
   

4. 性能：

   • 对于大字符串，频繁调用 toLowerCase() 或 toUpperCase() 可能会影响性能。尽量减少不必要的转换操作。

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5. 批量大小写转换

如果需要对一个集合（如列表或数组）中的所有字符串进行大小写转换，可以使用流（Stream）API 或循环实现。

示例：转换列表中的所有字符串为小写

import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> words = Arrays.asList("HELLO", "WORLD", "JAVA");
        List<String> lowerCaseWords = words.stream()
                                           .map(String::toLowerCase)
                                           .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(lowerCaseWords);  // 输出: [hello, world, java]
    }
}

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6. 常见问题解决

Q1：如何只对部分字符串进行大小写转换？

使用 substring() 方法截取字符串，分别转换大小写后再拼接。

String str = "helloWorld";
String part1 = str.substring(0, 5).toUpperCase(); // HELLO
String part2 = str.substring(5).toLowerCase();    // world
System.out.println(part1 + part2);  // 输出: HELLOworld

Q2：如何判断字符是大写还是小写？

使用 Character.isUpperCase() 和 Character.isLowerCase()。

char c = 'A';
if (Character.isUpperCase(c)) {
    System.out.println(c + " 是大写字母");
}

char d = 'a';
if (Character.isLowerCase(d)) {
    System.out.println(d + " 是小写字母");
}

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7. 完整案例：字符串大小写反转

将字符串中的每个字母的大小写反转。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello World!";
        StringBuilder result = new StringBuilder();

        for (char c : str.toCharArray()) {
            if (Character.isUpperCase(c)) {
                result.append(Character.toLowerCase(c));
            } else if (Character.isLowerCase(c)) {
                result.append(Character.toUpperCase(c));
            } else {
                result.append(c);  // 非字母字符保持不变
            }
        }
        System.out.println(result.toString());  // 输出: hELLO wORLD!
    }
}

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总结

Java 提供了内置的 String 和 Character 方法，可以轻松实现大小写转换。通过灵活运用这些方法，可以处理各种字符和字符串的大小写转换场景，例如全局转换、部分转换、首字母大小写、反转大小写等。同时，注意国际化和性能问题，以确保代码健壮性和效率。