LeetCode刷題系列12

題目描述:整數轉羅馬數字

羅馬數字包含以下七種字符: I, V, X, L,C,D 和 M。

字符          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 ,即爲兩個並列的 1。12 寫做 XII ,即爲 X + II 。 27 寫做  XXVII, 即爲 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 表示爲 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。

給定一個整數,將其轉爲羅馬數字。輸入確保在 1 到 3999 的範圍內。

示例 1:

輸入: 3
輸出: "III"

示例 2:

輸入: 4
輸出: "IV"

示例 3:

輸入: 9
輸出: "IX"

示例 4:

輸入: 58
輸出: "LVIII"
解釋: L = 50, V = 5, III = 3.

示例 5:

輸入: 1994
輸出: "MCMXCIV"
解釋: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.

來源:力扣(LeetCode)
鏈接:https://leetcode-cn.com/problems/integer-to-roman
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  • C++編程實現:

(1)暴力法:直接用switch...case...語句分情況處理。

class Solution {
public:
    string intToRoman(int num) {
        string rets;
        string s = to_string(num);
        int nlen = s.length();
        for (int i=0; i<nlen; i++)
        {
            int nn = s[i]-48;
            switch(nlen-i)
            {
                case 4:
                    while(nn)
                    {
                        rets += 'M';
                        nn--;
                    }
                    break;
                case 3:
                    if(nn == 9)
                        rets += "CM";
                    else if(nn == 4)
                        rets += "CD";
                    else if(nn < 4)
                    {
                        while(nn)
                        {
                            rets += 'C';
                            nn--;
                        }
                    }
                    else
                    {
                        rets += 'D';
                        nn -= 5;
                        while(nn)
                        {
                            rets += 'C';
                            nn--;
                        }
                    }
                    break;
                case 2:
                    if(nn == 9)
                        rets += "XC";
                    else if(nn == 4)
                        rets += "XL";
                    else if(nn < 4)
                    {
                        while(nn)
                        {
                            rets += 'X';
                            nn--;
                        }
                    }
                    else
                    {
                        rets += 'L';
                        nn -= 5;
                        while(nn)
                        {
                            rets += 'X';
                            nn--;
                        }
                    }
                    break;
                case 1:
                    if(nn == 9)
                        rets += "IX";
                    else if(nn == 4)
                        rets += "IV";
                    else if(nn < 4)
                    {
                        while(nn)
                        {
                            rets += 'I';
                            nn--;
                        }
                    }
                    else
                    {
                        rets += 'V';
                        nn -= 5;
                        while(nn)
                        {
                            rets += 'I';
                            nn--;
                        }
                    }
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        return rets;
    }
};
  • Python編程實現:

(2)貪心算法:

於是,“將整數轉換爲羅馬數字”的過程,就是用上面這張表中右邊的數字作爲“加法因子”去分解一個整數,目的是“分解的整數個數”儘可能少,因此,對於這道問題,類似於用最少的紙幣湊成一個整數,貪心算法的規則如下:

    每一步都使用當前較大的羅馬數字作爲加法因子,最後得到羅馬數字表示就是長度最少的。

class Solution(object):
    def intToRoman(self, num):
        """
        :type num: int
        :rtype: str
        """
        nums = [1000, 900, 500, 400, 100, 90, 50, 40, 10, 9, 5, 4, 1]
        strs = ['M', 'CM', 'D', 'CD', 'C', 'XC', 'L', 'XL', 'X', 'IX', 'V', 'IV', 'I']
        
        idx = 0
        retstr = ''
        while (idx < 13):
            while (num >= nums[idx]):
                num -= nums[idx]
                retstr += strs[idx]
            idx += 1
        
        return retstr

複雜度分析:

    時間複雜度:O(1),雖然看起來是兩層循環,但是外層循環的次數最多 12,內層循環的此時其實也是有限次的,綜合一下,時間複雜度是 O(1)。
    空間複雜度:O(1),這裏使用了兩個輔助數字,空間都爲 13,還有常數個變量,故空間複雜度是 O(1)。

作者:liweiwei1419
鏈接:https://leetcode-cn.com/problems/integer-to-roman/solution/tan-xin-suan-fa-by-liweiwei1419/
來源:力扣(LeetCode)
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