LeetCode - 13. Roman to Integer - 思考if-else与switch的比较 - ( C++ ) - 解题报告

1.题目：

原题：Given a roman numeral, convert it to an integer.

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

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解析：给出一个罗马数字，要求把其转换为一个整数。输入范围在1到3999内。

 

 

罗马数字的规则如下:

罗马数字	I	V	X	L	C	D	M
代表的阿拉伯数字	1	5	10	50	100	500	1000

其中又有：

1. 基本数字 Ⅰ、X 、C 中的任何一个、自身连用构成数目、或者放在大数的右边连用构成数目、都不能超过三个；放在大数的左边只能用一个；
2. 不能把基本数字 V 、L 、D 中的任何一个作为小数放在大数的左边采用相减的方法构成数目；放在大数的右边采用相加的方式构成数目、只能使用一个；
3. I只能用在V和X左边；
4. X只能用在L和C左边；
5. C只能用在D和M左边。

举例：

·个位数举例

Ⅰ－1、Ⅱ－2、Ⅲ－3、Ⅳ－4、Ⅴ－5、Ⅵ－6、Ⅶ－7、Ⅷ－8、Ⅸ－9

·十位数举例

Ⅹ－10、Ⅺ－11、Ⅻ－12、XIII－13、XIV－14、XV－15、XVI－16、XVII－17、XVIII－18、XIX－19、XX－20、XXI－21、XXII－22、XXIX－29、XXX－30、XXXIV－34、XXXV－35、XXXIX－39、XL－40、L－50、LI－51、LV－55、LX－60、LXV－65、LXXX－80、XC－90、XCIII－93、XCV－95、XCVIII－98、XCIX－99

·百位数举例

C－100、CC－200、CCC－300、CD－400、D－500、DC－600、DCC－700、DCCC－800、CM－900、CMXCIX－999

·千位数举例

M－1000、MC－1100、MCD－1400、MD－1500、MDC－1600、MDCLXVI－1666、MDCCCLXXXVIII－1888、MDCCCXCIX－1899、MCM－1900、MCMLXXVI－1976、MCMLXXXIV－1984、MCMXC－1990、MM－2000、MMMCMXCIX－3999

参考：罗马数字

 

2.思路

有两种思路，一种是直接if-else的模式（这种模式runtime比第二种好），第二种是switch，第二种的runtime表现并不好。这引发了我对 if - else 和 switch的好奇，还好已经有人总结出了这部分的内容：

由此看来，switch有点以空间换时间的意思，而事实上也的确如此。
1.当分支较多时，当时用switch的效率是很高的。因为switch是随机访问的，就是确定了选择值之后直接跳转到那个特定的分支，但是if。。else是遍历所以得可能值，知道找到符合条件的分支。如此看来，switch的效率确实比ifelse要高的多。
2.由上面的汇编代码可知道，switch...case占用较多的代码空间，因为它要生成跳表，特别是当case常量分布范围很大但实际有效值又比较少的情况，switch...case的空间利用率将变得很低。
3.switch...case只能处理case为常量的情况，对非常量的情况是无能为力的。例如 if (a > 1 && a < 100)，是无法使用switch...case来处理的。所以，switch只能是在常量选择分支时比ifelse效率高，但是ifelse能应用于更多的场合，ifelse比较灵活。

参考：switch与ifelse的效率问题

 

3.两种思路的代码

第一种：

class Solution {
public:
    int romanToInt(string s) {
        int ans=0,m=s.size();
        char ch;
        for(int i=0;i<m;i++){
            if(s[i]=='M') ans+=1000;
            else if(s[i]=='D') ans+=500;
            else if(s[i]=='C') {
                if((s[i+1]=='D'||s[i+1]=='M')&&i+1<m) ans-=100;
                else ans+=100;
            }
            else if(s[i]=='X') {
                if((s[i+1]=='L'||s[i+1]=='C')&&i+1<m) ans-=10;
                else ans+=10;
            }
            else if(s[i]=='V')  ans+=5;
            else if(s[i]=='I') {
                if((s[i+1]=='V'||s[i+1]=='X')&&i+1<m) ans--;
                else ans++;
            }
            else if(s[i]=='L') ans+=50;
        }
        return ans;
    }
};

 

第二种：

class Solution {
public:
    
        int value(char ch)
{
    switch (ch) {
    case 'I':
        return 1;
    case 'V':
        return 5;
    case 'X':
        return 10;
    case 'L':
        return 50;
    case 'C':
        return 100;
    case 'D':
        return 500;
    case 'M':
        return 1000;
    }
    return 0;
}

int romanToInt(string s)
{
    int ans = 0;
    char max = 'I';
    for (int i = s.size()-1; i >= 0; --i) {
        if (value(s[i]) >= value(max)) {
            max = s[i];
            ans += value(s[i]);
        } else {
            ans -= value(s[i]);
        }
    }
    return ans;
}
    
};