Pythonで文字列の小文字と大文字が同じ順序かどうかを判定する方法

問題の概要

ここでは、アルファベットの大文字と小文字のみで構成された文字列 s を考えます（数字は含まれないものとします）。この文字列に対して、小文字が出現する順序と大文字が出現する順序がそれぞれ一致しているかどうかを判定します。つまり、ある文字が小文字として複数回現れる場合、その文字が大文字としても同じ回数、同じ相対的な位置関係で現れていなければなりません。

たとえば、入力が s = "piPpIePE" の場合、出力は True になります。小文字だけを抜き出すと "pipe"、大文字だけを抜き出すと "PIPE" となり、小文字部分を大文字に変換した結果が大文字部分と完全に一致するためです。

解決のためのアプローチ

この問題は、次の手順で解くことができます。

• 小文字を格納する文字列 lowercase と、大文字を格納する文字列 uppercase を空文字列として初期化します。
• i を 0 から文字列 s の長さ − 1 まで順に処理します。
  • s[i] が大文字の場合： uppercase に s[i] を連結します。
  • それ以外（小文字）の場合： lowercase に s[i] を連結します。
• lowercase をすべて大文字に変換した文字列を to_upper とします。
• to_upper が uppercase と一致すれば True、一致しなければ False を返します。

実装例

以下のPythonコードを見ると、動作をよりよく理解できるでしょう。

def solve(s):
    lowercase = ""
    uppercase = ""
    for i in range(len(s)):
        if ord(s[i]) >= 65 and ord(s[i]) <= 91:
            uppercase += s[i]
        else:
            lowercase += s[i]
    to_upper = lowercase.upper()
    return to_upper == uppercase

s = "piPpIePE"
print(solve(s))

入力

"piPpIePE"

出力

True

コードの解説

ord() 関数は、文字に対応するUnicodeコードポイント（ASCIIコード）を返します。英語の大文字 A〜Z はコードポイント 65〜90 に対応しているため、ord(s[i]) の値がこの範囲内であれば、その文字を大文字と判断できます。

なお、よりPythonらしい書き方としては、文字列メソッド s[i].isupper() を使う方法もあります。こちらの方が可読性が高く、意図しない記号などを誤って判定するリスクもないため、実務では推奨されます。

計算量

• 時間計算量： O(n) ― 文字列を一度だけ走査します（n は文字列の長さ）。
• 空間計算量： O(n) ― 小文字と大文字それぞれの部分文字列を保持するためです。