12. Integer to Roman

本文介绍了一种将整数转换为罗马数字的算法实现,适用于1到3999范围内的整数。通过分析罗马数字的书写规则,设计了一个C++类来完成转换过程。

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题目:

Given an integer, convert it to a roman numeral.

Input is guaranteed to be within the range from 1 to 3999.

分析:

罗马数字的规律:

 相同的数字连写、所表示的数等于这些数字相加得到的数、如:Ⅲ=3;
 小的数字在大的数字的右边、所表示的数等于这些数字相加得到的数、 如:Ⅷ=8、Ⅻ=12;
 小的数字(限于 I、X 和 C)在大的数字的左边、所表示的数等于大数减小数得到的数、如:Ⅳ=4、Ⅸ=9;
 正常使用时、连写的数字重复不得超过三次;
 在一个数的上面画一条横线、表示这个数扩大 1000 倍。

那我们可以将罗马数字和整数一一对应了

1-10 I II III IV V VI VII VIII IX X
10-100 X XX XXX XL L LX LXX LXXX XC C
100-1000 C CC CCC CD DC DCC DCCC CM M
1000-3000 M MM MMM

解题:

class Solution {
    public:
        string intToRoman(int num) {
            static const string s[4][10]= 
            { 
                {"","I","II","III","IV","V","VI","VII","VIII","IX"},
                {"","X","XX","XXX","XL","L","LX","LXX","LXXX","XC"},
                {"","C","CC","CCC","CD","D","DC","DCC","DCCC","CM"},
                {"","M","MM","MMM"},
            };

            return s[3][num/1000%10] + s[2][num/100%10] + s[1][num/10%10] + s[0][num%10];
        }
    };
### 转换整数至罗马数字 为了实现将整数转换成罗马数字的功能,采用贪心算法是一个直观而有效的方式[^1]。此方法的关键在于每次尝试选取能表达的最大数值所对应的罗马字符,并从原始数值中扣除这部分值;这一操作持续执行直至输入的整数降为零。 具体而言,当面对一个待转化的具体数值时,程序会不断查找不大于当前剩余数值的最大可能的罗马符号组合,随后减少相应的阿拉伯数值并累积构成最终结果串的一部分[^2]。整个流程涉及到了一系列预定义好的映射关系——即特定阿拉伯数字与其对应罗马记号之间的关联表。 考虑到罗马计数体系的特点以及其特殊规则(比如4和9这类特殊情况),解决方案还应特别注意处理这些例外情况下的模式匹配问题[^4]。因此,在设计具体的编码逻辑之前,有必要准备一份详尽的价值对照列表用于指导后续的操作: | Integer | Roman Numeral | |---------|---------------| | 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 | 以下是基于上述原理编写的Python函数示例,它实现了完整的整数到罗马数字的转换功能: ```python def int_to_roman(num): value_symbols = [ (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") ] roman_numeral = "" for value, symbol in value_symbols: while num >= value: num -= value roman_numeral += symbol return roman_numeral ``` 这段代码按照预先设定好的价值-符号对数组`value_symbols`来进行迭代检查,每当发现某个元素的第一项小于等于目标整数,则立即将相应数量的第二项追加到输出字符串后面,并更新剩余需处理的部分直到完成全部转换工作[^3]。
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