13. 罗马数字转整数

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题目描述

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。
    给定一个罗马数字,将其转换成整数。输入确保在 1 到 3999 的范围内。

示例

示例 1:
输入: "III"
输出: 3

示例 2:
输入: "IV"
输出: 4

示例 3:
输入: "IX"
输出: 9

示例 4:
输入: "LVIII"
输出: 58
解释: L = 50, V= 5, III = 3.

示例 5:
输入: "MCMXCIV"
输出: 1994
解释: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.

提示:
1 <= s.length <= 15
s 仅含字符 ('I', 'V', 'X', 'L', 'C', 'D', 'M')
题目数据保证 s 是一个有效的罗马数字,且表示整数在范围 [1, 3999] 内
题目所给测试用例皆符合罗马数字书写规则,不会出现跨位等情况。
IL 和 IM 这样的例子并不符合题目要求,49 应该写作 XLIX,999 应该写作 CMXCIX 。
关于罗马数字的详尽书写规则,可以参考 罗马数字 - Mathematics 。

来源:力扣(LeetCode)
链接:leetcode-cn.com/problems/ro…

分析

  1. 组合罗马数字有两种情况。第一种是普遍的情况,大的放前面,小的放后面,相当于加,例如VI表示5+1=6;第二种情况是小的放前面,大的放后面(参见题目描述的六种特殊规则),相当于减(大的减小的),例如IV表示5-1=4
  2. 根据1中分析的我们可以得出计算方法,那就是遍历罗马数字,如果字符比后面的小,则相当于后面较大的字符减去该字符,因此,在本字符前面加上负号;如果字符比后面的大,则加上该字符。例:"MCMXCIV"
  • M:1000 > C:100,因此,这里1000不需要加负号
  • C:100 < M:1000,因此,这里100相当于后面的M:1000-C:100,这里的100需要加上负号变为-100
  • M:1000 > X:10,因此,这里1000不需要加负号
  • X:10 < C:100,因此,这里的10相当于后面的C:100-X:10,这里的10需要加上负号变为-10
  • C:100 > I:1,因此,这里的100不需要加负号
  • I:1 < V:5,因此,这里的1相当于后面的V:5-I:1,这里的1需要加上负号变为-1
  • V:5后面没有数字了,因此不需要加负号
  • 综上计算,最后的sum=1000+(-100)+1000+(-10)+(100)+(-1)+5=1994

实现

// 暴力解决,直接判断
/* 
int romanToInt(char * s)
{
    int res = 0;           // 存放结果
    char * p = s;          // 移动指针
    while(*s != '\0') {
        switch(*s) {
            case 'I': {
                p++;
                if (*p == 'V') {
                    res += 4;
                    s++;
                } else if (*p == 'X') {
                    res += 9;
                    s++;
                } else {
                    res += 1;
                }
                break;
            }
            case 'V': {
                res += 5;
                break;
            }
            case 'X': {
                p++;
                if (*p == 'L') {
                    res += 40;
                    s++;
                } else if (*p == 'C') {
                    res += 90;
                    s++;
                } else {
                    res += 10;
                }
                break;
            }
            case 'L': {
                res += 50;
                break;
            }
            case 'C': {
                p++;
                if (*p == 'D') {
                    res += 400;
                    s++;
                } else if (*p == 'M') {
                    res += 900;
                    s++;
                } else {
                    res += 100;
                }
                break;
            }
            case 'D': {
                res += 500;
                break;
            }
            case 'M': {
                res += 1000;
                break;
            }
        }
        s++;
        p = s;
    }
    return res;
}
*/

// 使用分析中的方法
int romanToInt(const char *s)
{
    int sum = 0;
    while (*s != '\0') {
        switch (*s) {
            case 'V':
                sum += 5;
                break;
            case 'L':
                sum += 50;
                break;
            case 'D':
                sum += 500;
                break;
            case 'M':
                sum += 1000;
                break;
            case 'I':
                if (*(s + 1) == 'V' || *(s + 1) == 'X') {
                    sum -= 1;       // VIV=5+(-1+5)=9
                } else {
                    sum += 1;
                }
                break;
            case 'X':
                if (*(s + 1) == 'L' || *(s + 1) == 'C') {
                    sum -= 10;
                } else {
                    sum += 10;
                }
                break;
            case 'C':
                if (*(s + 1) == 'D' || *(s + 1) == 'M') {
                    sum -= 100;
                } else {
                    sum += 100;
                }
                break;
        }
        s++;
    }
    return sum;
}