整数转罗马数字 C++实现 java实现 leetcode系列(十二)
罗马数字包含以下七种字符: I
, V
, X
, L
,C
,D
和 M
。
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。
给定一个整数,将其转为罗马数字。输入确保在 1 到 3999 的范围内。
示例 1:
输入: 3
输出: "III"
示例 2:
输入: 4
输出: "IV"
示例 3:
输入: 9
输出: "IX"
示例 4:
输入: 58
输出: "LVIII"
解释: L = 50, V = 5, III = 3.
示例 5:
输入: 1994
输出: "MCMXCIV"
解释: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.
之前那篇文章写的是罗马数字转化成整数 Roman to Integer, 这次变成了整数转化成罗马数字,基本算法还是一样。由于题目中限定了输入数字的范围(1 - 3999), 使得题目变得简单了不少。
基本字符
|
I
|
V
|
X
|
L
|
C
|
D
|
M
|
相应的阿拉伯数字表示为
|
1
|
5
|
10
|
50
|
100
|
500
|
1000
|
例如整数 1437 的罗马数字为 MCDXXXVII, 我们不难发现,千位,百位,十位和个位上的数分别用罗马数字表示了。 1000 - M, 400 - CD, 30 - XXX, 7 - VII。所以我们要做的就是用取商法分别提取各个位上的数字,然后分别表示出来:
100 - C
200 - CC
300 - CCC
400 - CD
500 - D
600 - DC
700 - DCC
800 - DCCC
900 - CM
我们可以分为四类,100到300一类,400一类,500到800一类,900最后一类。每一位上的情况都是类似的,代码如下:
解法一:
class Solution {
public:
string intToRoman(int num) {
string res = "";
vector<char> roman{'M', 'D', 'C', 'L', 'X', 'V', 'I'};
vector<int> value{1000, 500, 100, 50, 10, 5, 1};
for (int n = 0; n < 7; n += 2) {
int x = num / value[n];
if (x < 4) {
for (int i = 1; i <= x; ++i) res += roman[n];
} else if (x == 4) {
res = res + roman[n] + roman[n - 1];
} else if (x > 4 && x < 9) {
res += roman[n - 1];
for (int i = 6; i <= x; ++i) res += roman[n];
} else if (x == 9) {
res = res + roman[n] + roman[n - 2];
}
num %= value[n];
}
return res;
}
};
本题由于限制了输入数字范围这一特殊性,故而还有一种利用贪婪算法的解法,建立一个数表,每次通过查表找出当前最大的数,减去再继续查表。参见代码如下:
解法二:
class Solution {
public:
string intToRoman(int num) {
string res = "";
vector<int> val{1000, 900, 500, 400, 100, 90, 50, 40, 10, 9, 5, 4, 1};
vector<string> str{"M", "CM", "D", "CD", "C", "XC", "L", "XL", "X", "IX", "V", "IV", "I"};
for (int i = 0; i < val.size(); ++i) {
while (num >= val[i]) {
num -= val[i];
res += str[i];
}
}
return res;
}
};
下面这种方法个人感觉属于比较投机取巧的方法,把所有的情况都列了出来,然后直接按位查表,O(1)的时间复杂度啊,参见代码如下:
解法三:
class Solution {
public:
string intToRoman(int num) {
string res = "";
vector<string> v1{"", "M", "MM", "MMM"};
vector<string> v2{"", "C", "CC", "CCC", "CD", "D", "DC", "DCC", "DCCC", "CM"};
vector<string> v3{"", "X", "XX", "XXX", "XL", "L", "LX", "LXX", "LXXX", "XC"};
vector<string> v4{"", "I", "II", "III", "IV", "V", "VI", "VII", "VIII", "IX"};
return v1[num / 1000] + v2[(num % 1000) / 100] + v3[(num % 100) / 10] + v4[num % 10];
}
};
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