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(2)拡張版 を実装してみました。replaceが短い場合には、最後の文字を拡張して当てはめるようにしています(Perlのtrと同じ仕様)。また、同じ文字がsearch側に複数回していされた場合は最初の指定だけが有効になります。

#5650 と違い、サロゲートペアには対応できてません。

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import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Sample148 {
    private final Map<Character, Character> trMap_ = new HashMap<Character, Character>();

    public Sample148(String search, String replace) {
        for (int index = 0, len = search.length(); index < len; index++) {
            char key = search.charAt(index);
            if (0 < index && index < len - 1 && key == '-') {
                trRange(search.charAt(index - 1), search.charAt(index + 1),
                        replace.charAt(index - 1), replace.charAt(index + 1));
                index++;
            } else {
                if (!trMap_.containsKey(key)) {
                    trMap_.put(key, replace.charAt(index));
                }
            }
        }
    }
    private void trRange(char startKey, char endKey, char startVal, char endVal) {
        for (int offset = 0; offset <= endKey - startKey; offset++) {
            char key = slide(startKey, offset);
            if (!trMap_.containsKey(key)) {
                char val = slide(startVal, offset);
                if (val > endVal) val = endVal;
                trMap_.put(key, val);
            }
        }
    }
    private char slide(char org, int offset) {
        return (char) (org + offset);
    }

    public String tr(String str) {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        for (char c: str.toCharArray()) {
            if (trMap_.containsKey(c)) {
                builder.append(trMap_.get(c));
            } else {
                builder.append(c);
            }
        }
        return builder.toString();
    }


    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Sample148("qwertyuiop", "QWERTYUIOP").tr("typewriter"));
        System.out.println(new Sample148("a-z", "A-Z").tr("typewriter"));
        System.out.println(new Sample148("a-z", "A-X").tr("vwxyz"));
    }
}

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