力扣 13. 罗马数字转整数 （ 点击文末阅读原文查看题目 ）

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 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 （#knowledge_article）

解决方案

方法一：模拟

思路

通常情况下，罗马数字中小的数字在大的数字的右边。若输入的字符串满足该情况，那么可以将每个字符视作一个单独的值，累加每个字符对应的数值即可。

例如 XXVII 可视作 X + X + V + I + I = 10 + 10 + 5 + 1 + 1 = 27。

若存在小的数字在大的数字的左边的情况，根据规则需要减去小的数字。对于这种情况，我们也可以将每个字符视作一个单独的值，若一个数字右侧的数字比它大，则将该数字的符号取反。

例如 XIV 可视作 X – I + V = 10 – 1 + 5 = 14

C++

 class Solution {
private:
    unordered_map<char, int> symbolValues = {
        {'I', 1},
        {'V', 5},
        {'X', 10},
        {'L', 50},
        {'C', 100},
        {'D', 500},
        {'M', 1000},
    };


public:
    int romanToInt(string s) {
        int ans = 0;
        int n = s.length();
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            int value = symbolValues[s[i]];
            if (i < n - 1 && value < symbolValues[s[i + 1]]) {
                ans -= value;
            } else {
                ans += value;
            }
        }
        return ans;
    }
};  

Java

 class Solution {
    Map<Character, Integer> symbolValues = new HashMap<Character, Integer>() {{
        put('I', 1);
        put('V', 5);
        put('X', 10);
        put('L', 50);
        put('C', 100);
        put('D', 500);
        put('M', 1000);
    }};


    public int romanToInt(String s) {
        int ans = 0;
        int n = s.length();
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            int value = symbolValues.get(s.charAt(i));
            if (i < n - 1 && value < symbolValues.get(s.charAt(i + 1))) {
                ans -= value;
            } else {
                ans += value;
            }
        }
        return ans;
    }
}  

C#

 public class Solution {
    Dictionary<char, int> symbolValues = new Dictionary<char, int> {
        {'I', 1},
        {'V', 5},
        {'X', 10},
        {'L', 50},
        {'C', 100},
        {'D', 500},
        {'M', 1000},
    };


    public int RomanToInt(string s) {
        int ans = 0;
        int n = s.Length;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            int value = symbolValues[s[i]];
            if (i < n - 1 && value < symbolValues[s[i + 1]]) {
                ans -= value;
            } else {
                ans += value;
            }
        }
        return ans;
    }
}  

Golang

 var symbolValues = map[byte]int{'I': 1, 'V': 5, 'X': 10, 'L': 50, 'C': 100, 'D': 500, 'M': 1000}


func romanToInt(s string) (ans int) {
    n := len(s)
    for i := range s {
        value := symbolValues[s[i]]
        if i < n-1 && value < symbolValues[s[i+1]] {
            ans -= value
        } else {
            ans += value
        }
    }
    return
}  

JavaScript

 var romanToInt = function(s) {
    const symbolValues = new Map();
    symbolValues.set('I', 1);
    symbolValues.set('V', 5);
    symbolValues.set('X', 10);
    symbolValues.set('L', 50);
    symbolValues.set('C', 100);
    symbolValues.set('D', 500);
    symbolValues.set('M', 1000);  
    let ans = 0;
    const n = s.length;
    for (let i = 0; i < n; ++i) {
        const value = symbolValues.get(s[i]);
        if (i < n - 1 && value < symbolValues.get(s[i + 1])) {
            ans -= value;
        } else {
            ans += value;
        }
    }
    return ans;
};  

Python3

 class Solution:


    SYMBOL_VALUES = {
        'I': 1,
        'V': 5,
        'X': 10,
        'L': 50,
        'C': 100,
        'D': 500,
        'M': 1000,
    }


    def romanToInt(self, s: str) -> int:
        ans = 0
        n = len(s)
        for i, ch in enumerate(s):
            value = Solution.SYMBOL_VALUES[ch]
            if i < n - 1 and value < Solution.SYMBOL_VALUES[s[i + 1]]:
                ans -= value
            else:
                ans += value
        return ans  

C

 int romanToInt(char* s) {
    int symbolValues[26];
    symbolValues['I' - 'A'] = 1;
    symbolValues['V' - 'A'] = 5;
    symbolValues['X' - 'A'] = 10;
    symbolValues['L' - 'A'] = 50;
    symbolValues['C' - 'A'] = 100;
    symbolValues['D' - 'A'] = 500;
    symbolValues['M' - 'A'] = 1000;
    int ans = 0;
    int n =  strlen (s);
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        int value = symbolValues[s[i] - 'A'];
        if (i < n - 1 && value < symbolValues[s[i + 1] - 'A']) {
            ans -= value;
        } else {
            ans += value;
        }
    }
    return ans;
}  

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)， 其中 n 是字符串 s 的长度。
• 空间复杂度：O(1)。

本文作者：力扣

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