如何在Swift中获取字符串的所有大小写组合？

问题回顾 #

需要实现Swift方法，输入字符串后返回其所有可能的大小写组合。例如输入"abc"，需返回包含8种组合的数组：["abc", "Abc", "aBc", "ABc", "abC", "AbC", "aBC", "ABC"]，组合总数为2^i（i为字符串字符数）。

问题分析 #

你之前的实现仅能按顺序逐个将字符大写，只能生成从全小写到全大写的线性组合，无法覆盖所有独立的大小写选择情况（比如仅第二个字符大写的aBc）。正确思路是用二进制掩码表示每个字符的大小写状态：每个字符对应二进制的一位，1代表大写，0代表小写，遍历所有掩码即可生成全部组合。

实现代码 #

extension String {
    func allCaseCombinations() -> [String] {
        let chars = Array(self)
        let totalCombinations = 1 << chars.count // 等价于 2^chars.count，位运算更高效
        guard totalCombinations > 0 else { return [] }
        
        var result = [String]()
        result.reserveCapacity(totalCombinations) // 预分配内存提升性能
        
        for mask in 0..<totalCombinations {
            var currentString = ""
            for (index, char) in chars.enumerated() {
                // 检查掩码对应位是否为1，决定字符大小写
                if (mask & (1 << index)) != 0 {
                    currentString.append(char.uppercased())
                } else {
                    currentString.append(char.lowercased())
                }
            }
            result.append(currentString)
        }
        return result
    }
}

代码说明 #

1. 字符数组转换：将字符串转为[Character]，方便通过索引直接访问每个字符。
2. 组合数计算：用1 << chars.count计算总组合数，位运算比浮点型pow(2, chars.count)更高效且避免精度问题。
3. 掩码遍历：从0到2^n -1遍历所有掩码，每个掩码的二进制位对应每个字符的大小写状态。
4. 字符拼接：对每个掩码，逐个判断字符对应的二进制位，拼接出当前组合字符串并加入结果数组。
5. 性能优化：提前调用reserveCapacity预分配数组内存，避免多次扩容带来的性能损耗。

测试示例 #

let testString = "abc"
let combinations = testString.allCaseCombinations()
print(combinations)
// 输出：["abc", "Abc", "aBc", "ABc", "abC", "AbC", "aBC", "ABC"]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user20384561