如何在Java中将字符映射到数字位置？

Question

例如：

• 输入: ['A', 'Z', 'F', 'D', ...]
• 输出: [0, 25, 5, 3, ...]

在 C 语言中，只需要将字符减去 'A' 即可，但是在 Java 中好像无法这样做。

- Alex Budovski

Answer 1

使用 String 对象上的 indexOf 方法。例如，

"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ".indexOf('F')

返回 5。

- Etaoin

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如果您不需要范围检查，使用 'F' - 'A' 的速度会更快。 - Thilo

不要忘记考虑错误情况--如果indexOf返回-1，那意味着它给出了一个不在字符串中的字符（在这种情况下，除了大写字母之外的任何字符）。 - Etaoin

Thilo - 没有显著的影响。搜索域的大小被限制为26个字符; 计算机很快。我刚刚在我的桌面电脑上进行了一个快速检查; 对于最坏情况（查找“Z”），我的方法用5毫秒完成，而你的方法用1毫秒完成。（实际上，不管我们搜索哪个字母，这些数字都没有任何差别；对于这个小的搜索域，两种方法都是近似常数时间。）如果这发生了无数次，那么是的，您会想要削减它——但否则，我认为您正在过早地优化。 - Etaoin

您可以使用哈希映射来获得类似的结果，并且可能具有更好的执行时间。您真的需要4毫秒吗？如果是这样，您可能会从其他优化中受益，例如缓存。 - Stefan Kendall

这些函数是否不区分大小写？我需要它返回A-1和a-1，B-2和b-2。 - Mahendran

Answer 2

在Java中，您也可以对char类型进行简单的数学运算：

    System.out.println('A' - 'A');

将输出0。

- jarnbjo

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注意，这些必须是字符而不是字符串。单引号很重要。 - Thilo

这将会针对域外的字符返回虚假值。C语言版本也是这样。 - Thilo

@Stefan - 整个问题（由 OP 提出）都很脆弱。关于“字符的数值位置”的概念充满了对字符集的假设，对什么是有效字符的假设等等。请记住他来自 C 的背景... - Stephen C

@Stefan，这是明确定义的... Java使用UTF-16字符，字母'A'...'Z'在ASCII兼容范围内。 - Michael Aaron Safyan

@Stefan：如果你添加一个简单的 result = (result < 0 || result > 25) ? -1 : result，这个方法将会返回与你提出的解决方案完全相同的结果。 - Thilo

Answer 3

实际上，其他解决方案的弱点在于它们涉及字符串的创建。

public enum Alphabet {
    A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z
}

现在，您可以使用 ordinal 函数来获取此处的偏移量。例如 Alphabet.L.ordinal();

然而，鉴于我认为您正在处理函数，这是一个更有用的定义。

public enum Alphabet {
    A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z;

    public static int getNum(String targ) {
        return valueOf(targ).ordinal();
    }

    public static int getNum(char targ) {
        return valueOf(String.valueOf(targ)).ordinal();
    }    
}

注意：与其他语言不同，你可以像声明类一样在它自己的文件中声明枚举。实际上，正如上面所示，枚举可以包含字段和方法，这些字段是静态创建的，很难破坏。事实上，仅具有本地方法和变量以及一个名为INSTANCE的单个枚举类型的枚举的使用是创建单例的推荐方式，因为即使通过反射也无法破坏它。

如果你没有控制对函数的调用，你可能想考虑在那里添加一个toUppercase()调用

如果您想更动态地创建字母表而不是使用预定义的字母表，则应查看映射。

- K.Barad

Answer 4

这里有一个在对数时间内运行的不同实现： 类

import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;

public class CharacterIndex {
    private char[] characters = new char[]{'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z'};
    public int index(char character) {
        assert characters != null;
        return Arrays.binarySearch(characters, Character.toUpperCase(character));                
    }
}

单元测试

import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

import static junit.framework.Assert.assertEquals;

public class CharacterIndexTest {
    private CharacterIndex characterIndex;
    @Before
    public void createIndex() {
        characterIndex = new CharacterIndex();
    }
    @Test
    public void testIndexOfLetterA() {
        assertEquals(0, characterIndex.index('A'));
        assertEquals(0, characterIndex.index('a'));
    }
    @Test
    public void testNotALetter() {
        assertEquals(-1, characterIndex.index('1'));
    }

}

- yakshaver

Answer 5

你期望得到的输出只是大写字母相对于字符'A'的偏移量。因此，只需从需要偏移量的字母的Unicode值中减去字符'A'的Unicode值即可。

例如：'B' - 'A' = 1

- codaddict

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@Stefan：我只会将上述内容应用于大写字母，而不是任何字符。 - codaddict

“本质上错误”这个说法有点过于强硬了。它假设输入来自正确的范围，但这并没有什么问题。 - Thilo

实际上，即使输入无效，也不会发生任何不良反应。您只会得到一个超出范围0..25的数字，这与使用indexOf()解决方案完全相同。 - Thilo

...但它允许其他人轻松地破解该方法。像这样编写的函数不能保证其所期望的不变量。它是易碎的、脆弱的，是一种贫民的解决方案。 - Stefan Kendall

Answer 6

您可以使用 java.lang.Character.toUpperCase('a') - 65;

- d.lacher

Answer 7

String alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
return alphabet.indexOf( myChar );

- Stefan Kendall

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@Stefan，那是一个可怕的解决方案，因为你正在通过字母进行线性搜索。当然，它是常数时间，因为你有一个固定大小的字母表，但它是不必要的缓慢。 - Michael Aaron Safyan

另外，对于给其他人的投票打负分是很讨厌的行为，不要这样做。 - Michael Aaron Safyan

然后使用字符到数字值的映射。相比于调用哈希码，此解决方案需要进行26个字符比较（平均为13个），因此在速度上只能实现轻微的节省。 - Stefan Kendall