C++ 字符串大小写转换

校验验证码或比对账号名时，我们经常需要把字符串里的英文字母统一转换成大写或小写。

在 C++ 中，std::string 没有自带整串转换大小写的成员函数，我们可以借助 <cctype> 头文件中的 std::toupper() 和 std::tolower() 函数，配合循环遍历来实现。

转换单个字符：toupper() 和 tolower()

在转换整段字符串之前，我们先来看看如何转换单个 char 字符的大小写。

语法：

#include <cctype>

char upperCh = std::toupper(ch);
char lowerCh = std::tolower(ch);

说明：

其中，toupper 是 “to upper（转为大写）” 的意思，而 tolower 是 “to lower（转为小写）” 的意思。这两个函数的具体作用如下：

• std::toupper(ch)：如果参数 ch 是 'a' ~ 'z' 之间的小写字母，则返回对应的大写字母 'A' ~ 'Z'。如果 ch 原本就是大写字母、数字或标点符号，则保持原样返回。
• std::tolower(ch)：如果参数 ch 是 'A' ~ 'Z' 之间的大写字母，则返回对应的小写字母 'a' ~ 'z'。如果是其他字符，同样保持原样返回。

示例 1：转换单个字符的大小写

#include <cctype>
#include <iostream>

int main() {
    char c1 = std::toupper('a');
    char c2 = std::tolower('Z');
    char c3 = std::toupper('8');

    std::cout << c1 << '\n';
    std::cout << c2 << '\n';
    std::cout << c3 << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

A
z
8

分析：

std::toupper('a') 表示将小写字母 'a' 转换成大写字母 'A'，std::tolower('Z') 表示将大写字母 'Z' 转换成小写字母 'z'。数字字符 '8' 不是英文字母，因此保持原样返回了 '8'。

使用这两个函数时有一个细节需要留意：std::toupper() 和 std::tolower() 返回的其实是 int 类型的 ASCII 码整数，而不是 char 字符。我们可以对比一下下面 2 种写法：

char ch = 'a';

// 方式 1
char upperCh = std::toupper(ch);
std::cout << upperCh << '\n';             // 输出 A

// 方式 2
std::cout << std::toupper(ch) << '\n';    // 输出 65

在方式 1 中，我们先把返回值赋给 char 变量 upperCh，借助 C++ 的类型转换还原为字符，打印出来就是字母 'A'。

如果像方式 2 那样不经过 char 变量，直接把函数返回值放进 std::cout 中输出，屏幕上就会按整数打印出 'A' 的编码值 65。

转换整个字符串的大小写

掌握了单个字符的转换方法后，想要把整段 std::string 字符串转换成全大写或全小写就很简单了：我们只需要结合 for 循环按下标依次取出字符串中的每一个字符，转换大小写后再存回原来的 text[i] 位置即可。

示例 2：转换整段字符串大小写

#include <cctype>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string text = "Hello, C++ 2026!";

    // 全部转换为大写
    for (std::size_t i = 0; i < text.size(); i++) {
        text[i] = std::toupper(text[i]);
    }
    std::cout << text << '\n';

    // 全部转换为小写
    for (std::size_t i = 0; i < text.size(); i++) {
        text[i] = std::tolower(text[i]);
    }
    std::cout << text << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

HELLO, C++ 2026!
hello, c++ 2026!

分析：

在这个例子中，我们通过下标 i 遍历字符串 text，每次把转换后的字符重新赋给 text[i]。转换后只有英文字母改变了大小写，逗号、空格、加号和数字 "2026" 都保持不变。

这里小伙伴们要注意，如果改用范围 for 循环，不要写成下面这样：

// 错误方式
for (char ch : text) {
    ch = std::toupper(ch);
}

为什么这样写改不了原字符串呢？因为 char ch 每次只是从 text 里复制出来的一个字符副本，修改副本 ch 并不会影响原字符串 text。

等后面章节学完引用之后，我们也可以把循环写成 for (char& ch : text) 来直接修改原字符，写起来会更简短。

忽略大小写比较字符串

在学习字符串比较时我们知道，直接使用 == 比较两个字符串是严格区分大小写的，比如 "Yes" 和 "yes" 会被判定为不相等。

但在校验用户输入的确认指令或比对账号名时，我们往往希望忽略大小写差异。此时只需要先把字符串统一转换成全小写或全大写，然后再使用 == 进行比较即可。

示例 3：忽略大小写比较字符串

#include <cctype>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string input = "LvYeNet";
    std::string target = "lvyenet";

    std::string temp = input;
    for (std::size_t i = 0; i < temp.size(); i++) {
        temp[i] = std::tolower(temp[i]);
    }

    if (temp == target) {
        std::cout << "匹配成功" << '\n';
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

匹配成功

分析：

上面代码中，input 包含大写字母，直接写 input == target 会返回 false。我们先复制出一份副本 temp，把 temp 里的字母全部转为小写 "lvyenet"，再与 target 比较就相等了。

之所以先复制一份副本 temp，是为了保留 input 原本的大小写格式不被改动。如果后续不再需要原来的格式，也可以直接在 input 本身上转换。