C語言中大小寫的區分與比較方法｜strcmp、tolower使用範例與常見錯誤解析

1. 前言

2. C 語言是區分大小寫的語言

3. 大寫與小寫的判定方法（單一字元情況）

1. 使用字元碼的範圍判定

if ('A' <= c && c <= 'Z') {
    // c 為大寫
}
if ('a' <= c && c <= 'z') {
    // c 為小寫
}

2. 使用標準函式庫（ctype.h）的函式

• isupper(c) … 若 c 為大寫英文字母則回傳真（非 0）
• islower(c) … 若 c 為小寫英文字母則回傳真

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main(void) {
    char c;
    printf("請輸入一個英文字母: ");
    scanf("%c", &c);

    if (isupper(c)) {
        printf("輸入的字元是大寫。\n");
    } else if (islower(c)) {
        printf("輸入的字元是小寫。\n");
    } else {
        printf("輸入的字元不是英文字母。\n");
    }
    return 0;
}

4. 字串的大小寫比較方法

1. strcmp 函式的區分大小寫比較

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    char s1[100], s2[100];
    printf("請輸入第一個字串：");
    scanf("%s", s1);
    printf("請輸入第二個字串：");
    scanf("%s", s2);

    if (strcmp(s1, s2) == 0) {
        printf("兩個字串相符。
");
    } else {
        printf("兩個字串不相符。
");
    }
    return 0;
}

2. 不區分大小寫的比較（strcasecmp和stricmp）

• strcasecmp(s1, s2) … 忽略大小寫比較
• 在 Windows 的情況下使用 _stricmp(s1, s2) 或 stricmp(s1, s2)

#include <stdio.h>
#include <strings.h> // Linux和Mac
// #include <string.h> // Windows則使用 stricmp, _stricmp

int main(void) {
    char s1[100], s2[100];
    printf("請輸入第一個字串：");
    scanf("%s", s1);
    printf("請輸入第二個字串：");
    scanf("%s", s2);

    if (strcasecmp(s1, s2) == 0) {
        printf("兩個字串（忽略大小寫）相符。
");
    } else {
        printf("兩個字串不相符。
");
    }
    return 0;
}

3. 使用 strncmp 或 strncasecmp 只比較前 n 個字元

if (strncasecmp(s1, s2, 5) == 0) {
    // 前5個字元相符
}

4. 若無法使用時也可自行實作

5. 大小寫轉換（大寫⇔小寫的轉換）

1. 標準函式庫的toupper()、tolower()函式

• toupper(c) — 若 c 為小寫則返回大寫，否則原樣返回
• tolower(c) — 若 c 為大寫則返回小寫，否則原樣返回

範例：小寫→大寫、或大寫→小寫的轉換

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main(void) {
    char c;
    printf("請輸入一個英文字母: ");
    scanf(" %c", &c);

    printf("大寫轉換: %cn", toupper(c));
    printf("小寫轉換: %cn", tolower(c));

    return 0;
}

2. 轉換整個字串的方法

範例：將字串全部轉為小寫

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    char str[100];
    printf("請輸入字串: ");
    scanf("%s", str);

    for (int i = 0; i < strlen(str); i++) {
        str[i] = tolower(str[i]);
    }
    printf("小寫轉換結果: %sn", str);

    return 0;
}

3. 以算術運算進行轉換

// 小寫→大寫
if ('a' <= c && c <= 'z') {
    c = c - ('a' - 'A');
}

// 大寫→小寫
if ('A' <= c && c <= 'Z') {
    c = c + ('a' - 'A');
}

6. 常見錯誤與注意事項及錯誤案例

1. strcmp的使用錯誤

if (strcmp("Hello", "hello") == 0) {
    // 條件不成立
}

2. 忘記大小寫轉換

if (strcmp(user_input, "password") == 0) {
    // 輸入值為 "Password" 或 "PASSWORD" 時不相符
}

3. strcasecmp 與 stricmp 的不支援與環境相依性

• Linux/UNIX 系…strcasecmp
• Windows…stricmp 或 _stricmp
• 在舊環境中可能兩者皆無法使用

4. 編譯與執行時的錯誤範例

• 忘記包含標頭檔（ctype.h, string.h）
• 函式名稱拼寫錯誤（例如：toloower、toLower 等）
• 因陣列大小不足導致緩衝區溢位

printf("%c", tolower('A'));

5. 錯誤案例：大小寫差異導致的驗證失敗

• 系統將「Password」與「password」視為不同
• 使用者通常不在意大小寫
• 結果，即使輸入正確的密碼也會因為大小寫不符而無法驗證，產生問題

• 將所有輸入值統一轉為小寫
• 在規格中明確定義是否區分大小寫，並告知使用者

7. 與其他語言（Python、Java 等）的差異迷你專欄

1. 識別子（變數名、函式名）的區分

• C 語言 例：value 與 Value 為不同的東西
• Java 完全區分大小寫。對類別名稱與方法名稱的大小寫也相當嚴格。
• Python 同樣區分大小寫。Python 依照「PEP8」明確規範命名規則，因而建議在大小寫的使用上保持一致性。
• JavaScript / C++ / Go 等 均區分大小寫。

2. 字串比較的差異

• C 語言 字串比較使用 strcmp 等函式，預設區分大小寫。
• Python 可使用 == 運算子比較，但仍區分大小寫。若想進行不區分大小寫的比較，需先使用 lower() 或 casefold() 轉換後再比較。

  if s1.lower() == s2.lower():
      # 不區分比較

• Java equals() 方法區分大小寫，使用 equalsIgnoreCase() 可進行不區分大小寫的比較。
• JavaScript === 運算子會區分大小寫。若不區分，則可使用 toLowerCase() 等方法統一後再比較。

3. 使用者視角的注意事項

4. 程式碼規範與慣例的差異

8. 大寫與小寫比較彙總表

依用途 主要函式・判定方法 速覽表

使用範例要點

• 比較字串時，請依「有區分／無區分」選擇使用的函式
• strcasecmp 等非標準函式，務必確認開發環境是否支援
• 考慮通用性與維護性時，使用 tolower() 或 toupper() 轉換再搭配 strcmp 最為可靠

9. 總結

常用實作模式（推薦範例）

• 先統一輸入值的大小寫再進行比較
• 確認環境依賴的函式是否可用，若不可用則考慮自行實作
• 命名時也要注意大小寫規則以進行編碼

10. FAQ（常見問題與解答）

if (isupper(c)) { /* 大寫 */ }
if (islower(c)) { /* 小寫 */ }

11. 相關連結與參考資訊

實用的外部參考與官方文件

• ASCII 碼表（外部網站） 可一目了然地了解字母與符號的碼值的便利列表。
• Linux man page – strcasecmp(3) 在需要不區分大小寫比較時的詳細參考文件。

結語