每天一道演算法題系列十三之羅馬數字轉整數

安慕堯發表於2020-11-21
演算法

每天一道演算法題系列：
來源：力扣（LeetCode）
本題連結：https://leetcode-cn.com/problems/roman-to-integer/
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本題難度是簡單

羅馬數字包含以下七種字元: I， V， X， L，C，D 和 M。
字元 數值
I 1
V 5
X 10
L 50
C 100
D 500
M 1000
例如， 羅馬數字 2 寫做 II ，即為兩個並列的 1。12 寫做 XII ，即為 X + II 。 27 寫做 XXVII, 即為 XX + V + II 。
通常情況下，羅馬數字中小的數字在大的數字的右邊。但也存在特例，例如 4 不寫做 IIII，而是 IV。數字 1 在數字 5 的左邊，所表示的數等於大數 5 減小數 1 得到的數值 4 。同樣地，數字 9 表示為 IX。這個特殊的規則只適用於以下六種情況：
I 可以放在 V (5) 和 X (10) 的左邊，來表示 4 和 9。
X 可以放在 L (50) 和 C (100) 的左邊，來表示 40 和 90。
C 可以放在 D (500) 和 M (1000) 的左邊，來表示 400 和 900。
給定一個羅馬數字，將其轉換成整數。輸入確保在 1 到 3999 的範圍內。
示例 1:
輸入: “III”
輸出: 3
示例 2:
輸入: “IV”
輸出: 4
示例 3:
輸入: “IX”
輸出: 9
示例 4:
輸入: “LVIII”
輸出: 58
解釋: L = 50, V= 5, III = 3.
示例 5:
輸入: “MCMXCIV”
輸出: 1994
解釋: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.

package com.example.demo.likou9;

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

public class RomanToInt {
    private static int romantoInt(String s) {
        /*
        這個題我嘗試用貪心演算法去做，但是我發現不是很好做，因為String s的長度和陣列的長度是不一致的,
        我嘗試寫了兩個for迴圈，發現效果不是很好
        然後就採用了map的形式，會簡略很多的步驟
         */
       // int[] nums = {1000, 900, 500, 400, 100, 90, 50, 40, 10, 9, 5, 4, 1};
       // String[] romans = {"M", "CM", "D", "CD", "C", "XC", "L", "XL", "X", "IX", "V", "IV", "I"};
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("I", 1);
        map.put("IV", 4);
        map.put("V", 5);
        map.put("IX", 9);
        map.put("X", 10);
        map.put("XL", 40);
        map.put("L", 50);
        map.put("XC", 90);
        map.put("C", 100);
        map.put("CD", 400);
        map.put("D", 500);
        map.put("CM", 900);
        map.put("M", 1000);

        int result = 0;
        //MCMXCIV
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            //這個if判斷的是4，9；這樣的情況，因為這樣的情況是兩個字母的情況
           /*
             比如MCMXCIV，M在判定不是4或者9的特殊存在，就匹配到了最大的1000，那麼他就推出了，不繼續匹配後面的900，500等數字
                  如果cm匹配到了900，那麼也不匹配其他的了，也繼續推出 
                  */
            if (i + 1 < s.length() && map.containsKey(s.substring(i ,i+2))) {
                result = result + map.get(s.substring(i ,i+2));
                //因為是兩個字母的情況，這裡需要多加一個一
                i++;
            }
            //這個if判斷的是除了4，9；這樣的情況，因為這樣的情況是一個字母的情況
            if (i < s.length() &&  map.containsKey(s.substring(i ,i+1))) {
                result = result + map.get(s.substring(i ,i+1));

            }
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(romantoInt("MCMXCIV"));
    }
}


package com.example.demo.likou9;

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

public class RomanToInt {
    /*
           這個題我嘗試用貪心演算法去做，和上一次的文章的做法是反過來的，
           感興趣的朋友可以看我上一次的文章，文末會附上鍊接
            */
    private static int romantoInt(String s){
        int[] nums = {1000, 900, 500, 400, 100, 90, 50, 40, 10, 9, 5, 4, 1};
        String[] romans = {"M", "CM", "D", "CD", "C", "XC", "L", "XL", "X", "IX", "V", "IV", "I"};
        int result = 0 ;
        for (int j = 0; j < s.length(); j++) {

            for (int i = 0; i < romans.length; i++) {
            //這裡主要是判斷4，9的情況，因為是兩位字元
                if (j+1 <s.length() &&  s.substring(j, j + 2).equals(romans[i])) {
                //計算result的值，取到nums[]對應的數字再相加
                    result = result + nums[i];
                    //因為是兩位的字元，所以在這裡必須要加1
                    j++;
                    /*
                    這裡必須要break,如果不break的話，就會報錯
                    因為輸入的s是一個羅馬數，我們是去一個字母一個字母的去匹配的，
                    然後匹配到了之後，就不用繼續匹配了，需要匹配羅馬數的下一個字母，所以需要break，如果不知道break的作用的，我會放一個連結
                  比如MCMXCIV，M在判定不是4或者9的特殊存在，就匹配到了最大的1000，那麼他就推出了，不繼續匹配後面的900，500等數字
                  如果cm匹配到了900，那麼也不匹配其他的了，也繼續推出  
                  */
                    break;
                    //  s = s.substring(i+2,s.length());
                } else if ( j <s.length() && s.substring(j, j + 1).equals(romans[i])) {
                  //因為是一位的字元，所以在這裡沒有必要加1
                  
                    /*
                    這裡必須要break,如果不break的話，就會報錯
                    因為輸入的s是一個羅馬數，我們是去一個字母一個字母的去匹配的，
                    然後匹配到了之後，就不會繼續匹配了，需要匹配羅馬數的下一個字母
                  */
                    result = result + nums[i];
                    // s = s.substring(i+1,s.length());
                    break;
                }
            }
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(romantoInt("III"));
    }
}

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請繼續關注我，如果後面不忙了，會寫一系列關於的設計模式等等等的文章。
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