算法:12.整数转罗马数字(多种解法)

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题目分析

罗马数字包含以下七种字符: IVXLCDM

字符 数值 I 1 V 5 X 10 L 50 C 100 D 500 M 1000

例如, 罗马数字 2 写做 II ,即为两个并列的 1。12 写做 XII ,即为 X + II 。 27 写做 XXVII, 即为 XX + V + II 。

通常情况下,罗马数字中小的数字在大的数字的右边。但也存在特例,例如 4 不写做 IIII,而是 IV。数字 1 在数字 5 的左边,所表示的数等于大数 5 减小数 1 得到的数值 4 。同样地,数字 9 表示为 IX。这个特殊的规则只适用于以下六种情况:

  • I 可以放在 V (5) 和 X (10) 的左边,来表示 4 和 9。
  • X 可以放在 L (50) 和 C (100) 的左边,来表示 40 和 90。
  • C 可以放在 D (500) 和 M (1000) 的左边,来表示 400 和 900。
  • 示例 1:
输入: num = 3
输出: "III"
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  • 示例 2:
输入: num = 4
输出: "IV"
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  • 示例3
输入: num = 9
输出: "IX"
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  • 示例4
输入: num = 58
输出: "LVIII"
解释: L = 50, V = 5, III = 3.
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  • 示例5
输入: num = 1994
输出: "MCMXCIV"
解释: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.
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  • 提示
  • 1 <= num <= 3999

题目分析

根据题目我们知道,罗马数字由七种类型,外加如4/9/40/90/400/900这几种类型,所以共计有13种类型。

阿拉伯数字 罗马数字
1000 M
900 CM
500 D
400 CD
100 C
90 XC
50 L
40 XL
10 X
9 IX
5 V
4 IV
1 I

根据题目我们可以知道,罗马数字会使用尽量大的数字去相加,比如1400,转换成罗马数字是MCD,而不是MCCCC ,所以我们在考虑的时候,就需要用到贪心法则,也就是尽量使用最大的数字表示。

具体有两种写法,其实思路都是一样的,第一种更容易理解。

代码示例一

这种写法就是将num循环,按照最大数逐步递减,假设num=1011:

  1. 第一次遍历,num>=1000,因此num-1000=11,sb=M;
  2. 第二次遍历,num>=10,因此num-10=1,sb=MX;
  3. 第三次遍历,num>=1,因此num-1=0,sb=MXI,结束循环;
class Solution {
    public String intToRoman(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        while(num>0){
            if(num>=1000){
                sb.append('M');
                num-=1000;
            }else if(num>=900){
                sb.append("CM");
                num-=900;
            }else if(num>=500){
                sb.append('D');
                num-=500;
            }else if(num>=400){
                sb.append("CD");
                num-=400;
            }else if(num>=100){
                sb.append('C');
                num-=100;
            }else if(num>=90){
                sb.append("XC");
                num-=90;
            }else if(num>=50){
                sb.append('L');
                num-=50;
            }else if(num>=40){
                sb.append("XL");
                num-=40;
            }else if(num>=10){
                sb.append('X');
                num-=10;
            }else if(num>=9){
                sb.append("IX");
                num-=9;
            }else if(num>=5){
                sb.append('V');
                num-=5;
            }else if(num>=4){
                sb.append("IV");
                num-=4;
            }else if(num>=1){
                sb.append('I');
                num-=1;
            }
        }
        return sb.toString();
    }
}
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代码示例二

这种写法其实本质上和第一种没有区别,只是将阿拉伯数字和罗马数字用数组保存,然后遍历values,通过递减num,即可查出num包含不同类型的values个数。

class Solution {
     int[] values = {1000, 900, 500, 400, 100, 90, 50, 40, 10, 9, 5, 4, 1};
     String[] reps = {"M", "CM", "D", "CD", "C", "XC", "L", "XL", "X", "IX", "V", "IV", "I"};
    public String intToRoman(int num) {
        
        StringBuffer str = new StringBuffer();
​
        for(int i=0;i<values.length;i++){
            int value = values[i];
            String rep = reps[i];
            while(num >= value){
                num=num-value;
                str.append(rep);
            }
            if (num == 0) {
                break;
            }
        }
        return str.toString(); 
    }
}
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