AlgoNote 题解 0520：检测大写字母 —— 字符串大写用法判定与 Python 实现解析-平芜编程栈

教程
文档
知识库

【免费下载链接】AlgoNote

⛽️「算法通关手册」：从零开始的「算法与数据结构」学习教程，200 道「算法面试热门题目」，1000+ 道「LeetCode 题目解析」，持续更新中！

项目地址：https://gitcode.com/gh_mirrors/le/AlgoNote

导读

本篇题解围绕 LeetCode 0520「检测大写字母」（Detect Capital）展开，是「算法通关手册」AlgoNote 中字符串基础分类下的经典入门题。题目要求判断一个英文单词的大写用法是否符合英语书写规范（全大写、全小写、仅首字母大写三种合法情况）。读完本文，你将掌握基于字符串字符遍历的计数判型思路，理解 Python 中str.isupper()等字符分类方法的底层行为，并能够将这一「模式判定」思想迁移到其他字符串校验类问题中。本仓库中对应题解文档位于 docs/solutions/0500-0599/detect-capital.md。

1. 题目分析

1.1 题目链接与基本信息

题号：0520，标签为「字符串」，难度为「简单」。
题目链接：0520. 检测大写字母（力扣原题）。

该题在本仓库的题解索引中被归类为字符串基础题目，可参见 docs/solutions/0500-0599/index.md 与 docs/00_preface/00_05_solutions_list.md（后者按题号收录了全量 LeetCode 题解清单，其中 0520 一栏标注为：字符串 / 简单）。

1.2 题目大意

我们定义，在以下三种情况下，单词的大写用法是正确的：

全部字母都是大写，比如"USA"；
所有字母都不是大写（即全小写），比如"leetcode"；
只有首字母大写，比如"Google"。

给定一个字符串word，如果大写用法正确则返回true，否则返回false。

说明（数据范围）：

$1 \le word.length \le 10^{3}$；
word由小写和大写英文字母组成。

示例：

# 示例 1 输入：word = "USA" 输出：true # 示例 2 输入：word = "FlaG" 输出：false

示例 2 的"FlaG"之所以不正确，是因为它既不是全大写（末尾G前还有小写a）、不是全小写，也不是「仅首字母大写」（首字母F大写，但第 3 个字母G也是大写），因此返回false。

2. 解题思路：分类判断（计数判型）

2.1 核心思想

题目给出的三种合法情况本质上是对字符串中大写字母分布的约束。因此最直观的做法是：

遍历字符串，统计其中大写字母的数量upper_count；
同时获取字符串总长度n；
根据upper_count与n的关系以及首字母大小写，判定属于哪一种合法模式。

判定规则可以归纳为如下表格：

条件	判定结果	对应合法模式
`upper_count == 0`	`True`	所有字母都不是大写（全小写）
`upper_count == n`	`True`	全部字母都是大写
`upper_count == 1`且`word[0]`是大写	`True`	只有首字母大写
其他情况	`False`	不合法

注意第三条的完整语义：当upper_count == 1时，唯一的那个大写字母必须是首字母，所以还要验证word[0].isupper()。如果唯一的那个大写字母出现在非首字母位置（例如"FlaG"中的G），则upper_count == 1成立但word[0].isupper()为False，应返回False。

2.2 代码实现

原题解给出的 Python 实现如下：

class Solution: def detectCapitalUse(self, word: str) -> bool: n = len(word) upper_count = sum(1 for c in word if c.isupper()) # 全部小写 if upper_count == 0: return True # 全部大写 if upper_count == n: return True # 只有首字母大写 if upper_count == 1 and word[0].isupper(): return True return False

2.3 代码要点解读

sum(1 for c in word if c.isupper())使用生成器表达式统计大写字母数量，等价于手写循环累加，代码更简洁；
str.isupper()是 Python 字符串的内置方法，对单个字符调用时判断该字符是否为大写英文字母；对非字母字符（如数字、符号）isupper()返回False。本题输入约束保证word只含英文字母，因此可以放心使用；
三个if分支互斥且覆盖了全部合法情况，其余情况统一落入最后的return False，逻辑完整无遗漏。

2.4 复杂度分析

时间复杂度：$O(n)$，其中 $n$ 是字符串长度。只需一次遍历统计大写字母数量，后续判断均为 $O(1)$ 操作；
空间复杂度：$O(1)$，仅使用n、upper_count等常数额外变量，不随输入规模增长。

3. 从源码看字符串基础：字符分类与遍历模式

3.1 字符串遍历与字符编码背景

本题属于「字符串基础」类问题，而 AlgoNote 在 docs/04_string/04_01_string_basic.md 中系统介绍了字符串的核心概念：字符串是由零个或多个字符组成的有限序列，支持按下标随机访问，其大小比较本质上是对字符编码（如 ASCII 中大写字母A编码 65、小写字母a编码 97）的逐字符比较。

理解这一点有助于深入本题的判定逻辑：大写字母与小写字母在编码表中是连续分段排列的，因此「判断某个字符是否为大写」天然适合用内置分类方法完成，而不需要手写 ASCII 码区间比较。

3.2 仓库中的字符遍历与比较实现

本仓库codes/python/04_string/目录下的源码展示了大量字符串遍历与比较的实践，可作为本题的横向参照：

codes/python/04_string/string_Strcmp.py 实现了strcmp(str1, str2)，通过ord(str1[index])逐字符比较编码值，并附带多组测试用例（如"123"与"123"返回 0、"123"与"124"返回 -1），体现了「逐字符扫描 + 内置函数」这一与本题一致的基本编程范式；
codes/python/04_string/string_trie.py 中的字典树（Trie）实现，其insert/search方法同样采用for ch in word逐字符遍历的方式处理字符串，可见字符串类算法题普遍围绕「逐字符访问」这一核心操作展开。

本题代码中sum(1 for c in word if c.isupper())与上述源码一样，本质都是对字符串做一次线性扫描，只是判定条件换成了大小写分类。

4. 变式与拓展：其他等价实现方式

除了「计数判型」，同一问题还可以从以下角度实现，均保持 $O(n)$ 时间、$O(1)$ 空间：

4.1 直接模式判断（不显式计数）

利用首字母与剩余部分的大小写关系直接推导：

class Solution: def detectCapitalUse(self, word: str) -> bool: # 全大写：word == word.upper() # 全小写：word == word.lower() # 首字母大写：word[0].isupper() and word[1:] == word[1:].lower() return word == word.upper() or word == word.lower() \ or (word[0].isupper() and word[1:].lower() == word[1:])

注意：word[1:].lower() == word[1:]等价于「除首字母外全部小写」。空串切片word[1:]在len(word) == 1时为空串，此时该条件恒真，恰好覆盖单个大写字母（如"A"）这类合法输入。

4.2 分段判定（首字符 + 尾部）

先确定首字母的大小写，再检查剩余部分是否满足对应规则：

class Solution: def detectCapitalUse(self, word: str) -> bool: first = word[0].isupper() if first: # 首字母大写：剩余部分要么全大写、要么全小写 return word[1:].isupper() or word[1:].islower() # 首字母小写：剩余部分必须全部小写 return word[1:].islower()

注意""（空串）的isupper()/islower()均返回False，因此长度为 1 的单词"a"走第二条分支时word[1:].islower()为False，会错误返回False。要处理长度为 1 的输入，需要显式加上len(word) == 1的特判，或改用第 4.1 节不依赖空串特性的写法。相比之下，原题解的「计数判型」对任意合法长度输入都不需要特判，这是它实现更稳健的原因。

4.3 各实现方式对比

实现方式	核心判定依据	边界情况处理	可读性
计数判型（原题解）	大写数量`upper_count`与长度`n`的关系	天然覆盖单字符等边界	高
整体模式比较	与`upper()`/`lower()`结果比较	单字符自动正确	高
分段判定	首字符 + 剩余部分分类	需显式特判单字符	中