12. 整数转罗马数字

1.题目介绍

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。
给你一个整数，将其转为罗马数字。

示例 1:
输入: num = 3
输出: "III"

示例 2:
输入: num = 4
输出: "IV"

示例 3:
输入: num = 9
输出: "IX"

示例 4:
输入: num = 58
输出: "LVIII"
解释: L = 50, V = 5, III = 3.

示例 5:
输入: num = 1994
输出: "MCMXCIV"
解释: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.

提示：
1 <= num <= 3999

2.题解

2.1 模拟（打表）

思路

利用键值对形式 列出所有基本组合中的值和对应标志字符串
然后循环得到具体字符串

代码

const pair<int, string> valueSymbols[] = {
    {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"},
};

class Solution {
public:
    string intToRoman(int num) {
        string str;
        for(auto [value, symbol]: valueSymbols){
            while(num >= value){
                str += symbol;
                num -= value;
            }
            if(num == 0) break;
        }
        return str;
    }
};

2.2 硬编码数字（打表）

思路

回顾前言中列出的这 13 个符号，可以发现：

千位数字只能由 M 表示；
百位数字只能由 C，CD，D 和 CM 表示；
十位数字只能由 X，XL，L 和 XC 表示；
个位数字只能由 I，IV，V 和 IX 表示。
这恰好把这 13 个符号分为四组，且组与组之间没有公共的符号。因此，整数 num 的十进制表示中的每一个数字都是可以单独处理的。

进一步地，我们可以计算出每个数字在每个位上的表示形式，整理成一张硬编码表。如下图所示，其中 0 对应的是空字符串。

而且由于1 <= num <= 3999，我们可以得到num的每一位数字，根据上表中数字与对应位置的标志字符串，就可以得到完整的结果了

代码

const string thousands[] = {"", "M", "MM", "MMM"};
const string hundreds[]  = {"", "C", "CC", "CCC", "CD", "D", "DC", "DCC", "DCCC", "CM"};
const string tens[]      = {"", "X", "XX", "XXX", "XL", "L", "LX", "LXX", "LXXX", "XC"};
const string ones[]      = {"", "I", "II", "III", "IV", "V", "VI", "VII", "VIII", "IX"};

class Solution {
public:
    string intToRoman(int num) {
        return thousands[num / 1000] + hundreds[num % 1000 / 100] + tens[num % 100 / 10] + ones[num % 10];
    }
};