洛谷 P5704 【深基2.例6】字母转换

// P5704 字母转换 —— 正解：翻转第 5 位
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// ★ 'a' = 97 = 0b110_0001，'A' = 65 = 0b100_0001 ⇒ 它们**只差第 5 位**（32 = 1 << 5）。
//   整张 ASCII 表都是这么排的：26 个小写字母和 26 个大写字母一一对应，差值恒为 32。
//   ⇒ 「转成大写」= 把第 5 位清成 0 = 在**保证输入是小写**的前提下，把第 5 位**翻**一下也行。
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// ⚠ 这里有一个和位运算无关、却更容易挂人的坑：`c ^ 32` 的类型是 **int**，
//   直接 `cout <<` 会打出数字 81 而不是字母 Q（见 p5704Num.cpp）。
//   ⇒ ★ 「字符也是整数」这句话是双向的：它能参加算术，**也会被当成整数打印出来**。
#include <cstdio>
using namespace std;

int main() {
    int c = getchar();
    if (c == EOF) return 0;
    putchar(c ^ 32);            // ★ 翻转第 5 位（题面保证输入是小写字母）
    putchar('\n');
    return 0;
}

// P5704 ✗ 错法一：算对了，打出来的却是数字
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// ★★ `c` 是 `char`，可 `c - 32`（以及 `c ^ 32`、`c & ~32`）的类型都是 **int** ——
//   C++ 的整型提升会把 `char` 先变成 `int` 再算。于是 `cout << (c - 32)` 打的是 **81**，不是 `Q`。
//
// ⇒ 这是「字符也是整数」这句话的**另一半**，而且它比前一半更容易咬人：
//   前一半（字符能参加算术）是你主动用的，后一半（结果变回整数了）是它自己发生的。
// ★ 触发条件：**每一组输入都错** —— 它和输入是什么完全无关。
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    char c;
    if (!(cin >> c)) return 0;
    cout << (c - 32) << '\n';       // ⚠ 少了一个 (char)
    return 0;
}

// P5704 ★ 输入空间只有 26 个字符 —— 所以这一页一个生成器都没写
//   ./p5704All          人话版
//   ./p5704All csv      给 check:viz 用
//
// ★★★ 题面只有一句话：「输入一个小写字母」⇒ 输入空间就是 26 个字符。
//   ⇒ [「输入空间小的时候，算一遍比对拍又快又充分」](/sol/p1002/)的又一次
//     （[第 44 章 P1009](/sol/p1009/) 那次是 50 个整数，这次是 **26 个字符**）。
//
// 这份程序干两件事：
//   ① 在**题面保证的 26 个输入**上，把四种写法（`^32` / `-32` / `&~32` / `toupper`）比一遍；
//   ② ★★ **把那句保证放开**（换成全部 95 个可见 ASCII），再比一遍 ——
//      同一个动作干两件事：给上面那个「全部一致」做自检 ＋ **称出那句保证的分量**
//      （[第 22 章 P1439](/sol/p1439/) 立的那条）。
#include <cstdio>
#include <cctype>
using namespace std;

int main(int argc, char** argv) {
    bool csv = (argc > 1 && argv[1][0] == 'c');

    auto vXor = [](int c) { return c ^ 32; };
    auto vSub = [](int c) { return c - 32; };
    auto vAnd = [](int c) { return c & ~32; };
    auto vUp  = [](int c) { return toupper(c); };

    int sameLower = 0;                       // 26 个小写字母里四种写法一致的个数
    for (int c = 'a'; c <= 'z'; c++)
        if (vXor(c) == vSub(c) && vSub(c) == vAnd(c) && vAnd(c) == vUp(c)) sameLower++;

    /* 放开题面那句保证：全部 95 个可见 ASCII（32 ~ 126）*/
    int wide = 0, diffAny = 0, diffXor = 0, diffSub = 0, diffAnd = 0;
    int upperXor = 0, upperAnd = 0;          // 输入本来就是大写时，两种写法各错几个
    for (int c = 32; c <= 126; c++) {
        wide++;
        int ref = vUp(c);                    // 拿「题目真正想要的语义」当参照物
        bool bx = vXor(c) != ref, bs = vSub(c) != ref, ba = vAnd(c) != ref;
        if (bx) diffXor++;
        if (bs) diffSub++;
        if (ba) diffAnd++;
        if (bx || bs || ba) diffAny++;
        if (c >= 'A' && c <= 'Z') { if (bx) upperXor++; if (ba) upperAnd++; }
    }

    if (csv) {
        printf("space,26\n");
        printf("sameLower,%d\n", sameLower);
        printf("wide,%d\n", wide);
        printf("diffAny,%d\n", diffAny);
        printf("diffXor,%d\ndiffSub,%d\ndiffAnd,%d\n", diffXor, diffSub, diffAnd);
        printf("upperXor,%d\nupperAnd,%d\n", upperXor, upperAnd);
        return 0;
    }

    printf("P5704 的输入空间只有 26 个字符（题面：「输入一个小写字母」）\n\n");
    printf("  ★ 题面保证之内（'a'~'z'，26 个）：四种写法一致的有 %d / 26\n\n", sameLower);
    printf("  ⚠ 把那句保证放开（全部 %d 个可见 ASCII），拿 toupper 的语义当参照物：\n", wide);
    printf("      c ^ 32   错 %d 个（★ 其中大写字母 %d 个 —— 它把大写翻回了小写）\n", diffXor, upperXor);
    printf("      c - 32   错 %d 个（★ 最脆的一个：非字母全废）\n", diffSub);
    printf("      c & ~32  错 %d 个（★ 其中大写字母 %d 个 —— 清零是幂等的）\n", diffAnd, upperAnd);
    printf("      至少有一种写法出错的字符：%d / %d\n", diffAny, wide);
    printf("\n  ⇒ 三种写法的差别**整个长在题面保证之外** —— 保证之内它们是同一个函数。\n");
    return 0;
}