leetcode题解之罗马数字转整数

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.

代码解读

• Python
• C++

class Solution:
    def romanToInt(self, s: str) -> int:
        d = {'I':1, 'IV':3, 'V':5, 'IX':8, 'X':10, 'XL':30, 'L':50, 'XC':80, 'C':100, 'CD':300, 'D':500, 'CM':800, 'M':1000}
        return sum(d.get(s[max(i-1, 0):i+1], d[n]) for i, n in enumerate(s))

class Solution {
public:
    int romanToInt(string s) {
        unordered_map<string, int> m = {{"I", 1}, {"IV", 3}, {"IX", 8}, {"V", 5}, {"X", 10}, {"XL", 30}, {"XC", 80}, {"L", 50}, {"C", 100}, {"CD", 300}, {"CM", 800}, {"D", 500}, {"M", 1000}};
        int r = m[s.substr(0, 1)];
        for(int i=1; i<s.size(); ++i){
            string two = s.substr(i-1, 2);
            string one = s.substr(i, 1);
            r += m[two] ? m[two] : m[one];
        }
        return r;
    }
};

代码行数：解析

1. 构建一个字典记录所有罗马数字子串，注意长度为2的子串记录的值是（实际值 - 子串内左边罗马数字代表的数值）

2. 这样一来，遍历整个 $s$ 的时候判断当前位置和前一个位置的两个字符组成的字符串是否在字典内，如果在就记录值，不在就说明当前位置不存在小数字在前面的情况，直接记录当前位置字符对应值

举个例子，遍历经过 $IV$ 的时候先记录 $I$ 的对应值 $1$ 再往前移动一步记录 $IV$ 的值 $3$，加起来正好是 $IV$ 的真实值 $4$。max 函数在这里是为了防止遍历第一个字符的时候出现 $[-1:0]$ 的情况

知识拓展

【🃏知识卡片】哈希表存储的是由键（key）和值（value）组 成的数据。例如，我们将每个人的性别作为数 据进行存储，键为人名，值为对应的性别。

• Python 中我们使用字典 {key : value} 来初始化哈希表

• 通过 key 查找 value 的时间复杂度为 $O(1)$

• 这题题解中的 d 就是一个字典，其中 get(key, default) 函数可以通过 key 从 d 中找出对应的值，如果 key 不存在则返回默认值 default