ASCII코드와 XOR 연산을 활용한 영리한 대소문자 변환
ASCII 코드와 XOR 연산을 활용한 영리한 대소문자 변환 트릭
알고리즘 관련 영상을 보다가 굉장히 씽크빅인 아이디어를 발견해 기록해두려고 작성함
PS를 하다보면 문자열의 대소문자를 변환해야 하는 경우가 자주 있다
대부분의 언어에서는 toUpperCase()나 toLowerCase() 같은 편리한 함수를 제공하지만,
ASCII 코드의 구조적 특성을 활용한 방법이 존재함
핵심 아이디어
알파벳을 ASCII 코드로 변환한 후 0x20과 XOR 연산을 하면 대소문자를 변환할 수 있다!!
ASCII 코드 구조 분석
먼저 ASCII 코드에서 알파벳의 값들을 확인해보면
대문자 (A-Z)
- A: 65 (0x41)
- B: 66 (0x42)
- …
- Z: 90 (0x5A)
소문자 (a-z)
- a: 97 (0x61)
- b: 98 (0x62)
- …
- z: 122 (0x7A)
여기서 중요한 패턴을 발견할 수 있는데
대문자와 소문자의 차이는 정확히 32 (0x20)라는 것
이진수로 살펴보기
더 깊이 이해하기 위해 이진수로 표현해보면
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대문자 'A': 0100 0001 (0x41 = 65)
소문자 'a': 0110 0001 (0x61 = 97)
↑
6번째 비트만 다름!
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대문자 'B': 0100 0010 (0x42 = 66)
소문자 'b': 0110 0010 (0x62 = 98)
↑
6번째 비트만 다름!
모든 알파벳에서 대문자와 소문자는 6번째 비트(32의 자리)만 다르다.
XOR 연산
0x20은 이진수로 0010 0000입니다. 이는 6번째 비트만 1이고 나머지는 모두 0인 값임
XOR 연산의 특성상:
0 XOR 1 = 1(비트 설정)1 XOR 1 = 0(비트 해제)
따라서:
대문자 → 소문자
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'A' (0x41): 0100 0001
XOR 0x20: 0010 0000
결과: 0110 0001 = 0x61 ('a')
소문자 → 대문자
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'a' (0x61): 0110 0001
XOR 0x20: 0010 0000
결과: 0100 0001 = 0x41 ('A')
처럼 쉽게 변환할 수 있다
실제 코드 예시
C/C++
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char toggleCase(char c) {
return c ^ 0x20;
}
// 사용 예시
char upper = 'A';
char lower = toggleCase(upper); // 'a'
char back = toggleCase(lower); // 'A'
Python
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def toggle_case(c):
return chr(ord(c) ^ 0x20)
# 사용 예시
upper = 'A'
lower = toggle_case(upper) # 'a'
back = toggle_case(lower) # 'A'
주의사항
이 방법은 유용해보이지만 몇 가지 주의할 점이 있음
알파벳 문자에서만 작동: 숫자나 특수문자에 적용하면 예상치 못한 결과가 나올 수 있다
ASCII 범위에서만 유효: 유니코드 문자나 다른 인코딩에서는 작동하지 않음
안전성 검사 필요: 알파벳이 아닌 값이 들어오면 난리남
안전한 구현 예시 (C)
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char safeToggleCase(char c) {
if ((c >= 'A' && c <= 'Z') || (c >= 'a' && c <= 'z')) {
return c ^ 0x20;
}
return c; // 알파벳이 아니면 그대로 반환
}
성능상의 이점
이 방법의 장점은:
- 빠른 실행속도: 단순한 비트 연산 하나로 처리
- 메모리 효율적: 추가 메모리 할당 불필요
- 조건문 불필요: if-else 없이 한 번에 처리 가능
마무리
ASCII 코드의 구조적 특성을 이해하고 XOR 연산을 활용한 이 방법은 효율적이지만,
실제 개발에서는 언어에서 제공하는 표준 함수를 사용하는것이 더 안전하고 가독성이 좋을것이라고 생각함
그래도 이러한 저수준의 동작 원리를 이해하는 것은 개발자로서 큰 도움이 된다고 생각해서 정리해봄