package com.rc.components.study.arithmetic;
import org.junit.Test;
/**
* 罗马数字
*
* 字符：
* 基本字符 I V X L C D M
* 阿拉伯数字 1 5 10 50 100 500 1000
*
* 计数方法：
* 1、相同的数字连写，所表示的数等于这些数字相加得到的数，如：Ⅲ = 3；
* 2、小的数字在大的数字的右边，所表示的数等于这些数字相加得到的数， 如：Ⅷ = 8；Ⅻ = 12；
* 3、小的数字，（限于Ⅰ、X 和C）在大的数字的左边，所表示的数等于大数减小数得到的数，如：Ⅳ= 4；Ⅸ= 9；
* 4、正常使用时，连写的数字重复不得超过三次。（表盘上的四点钟“IIII”例外）
* 5、在一个数的上面画一条横线，表示这个数扩大1000倍。
*
* 原则：
* 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、V 和X 左边的小数字只能用Ⅰ。
* 4、L 和C 左边的小数字只能用X。
* 5、D 和M 左边的小数字只能用C。
*
* 示例：
* 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】
*
* @author: rc
* @date: 2018年3月3日 下午7:42:47
* @version: V1.0
* @review: rc/2018年3月3日 下午7:42:47
*/
public class RomanNumeral {
private final String stringValue;
private final int intValue;
public RomanNumeral(String romanStr){
this.stringValue = romanStr;
this.intValue = intValue(romanStr);
}
/**
* 获取罗马字符串
* @return
*/
public String stringValue() {
return stringValue;
}
/**
* 获取阿拉伯数字值
* @return
*/
public int intValue() {
return intValue;
}
/**
* 罗马数字转阿拉伯数字
* @param romanStr
* @return
*/
public static int intValue(String romanStr){
if (romanStr.isEmpty()) {
throw new IllegalArgumentException("非法的罗马数字格式");
}
int result = 0; //总数值
int repeatLength = 1; //一个字母连续重复出现的长度
int place = 0; //当前已经计算出的位数
char[] charArray = romanStr.toCharArray();
for (int i = charArray.length - 1; i >= 0; i--) { //从右往左遍历
EBaseNumeral numeral =EBaseNumeral.build(charArray[i]);
if (numeral.getPlace() <= place) { //后面出现的字符位数应该大于前面已经确定了的最大位数
throw new IllegalArgumentException("非法的罗马数字格式");
}
if (i == 0) { //只剩下最后一个字符时，直接加上结果值，计算完成
place = numeral.getPlace(); //进位
result += numeral.getN();
break;
}
EBaseNumeral numeralAfter = EBaseNumeral.build(charArray[i-1]); //获取下一个字符
if (!numeral.isRepeatable()) { //5开头的数字
if (numeral.equals(numeralAfter)) { //下一个字符相同
throw new IllegalArgumentException("非法的罗马数字格式");
} else if (numeral.getPlace() < numeralAfter.getPlace()) { //下一个字符的位数大
place = numeral.getPlace(); //进位
result += numeral.getN();
} else if (numeral.getPlace() == numeralAfter.getPlace()) { //下一个字符的位数不变并且是1开头的数字
place = numeral.getPlace(); //进位
result += numeral.getN() - numeralAfter.getN();
i--;
} else { //其他情况均非法
throw new IllegalArgumentException("非法的罗马数字格式");
}
} else { //1字开头
if (numeral.equals(numeralAfter)) { //下一个字符相同
if (repeatLength >= 3) { //字符连续出现次数超过3次
throw new IllegalArgumentException("非法的罗马数字格式");
}
repeatLength++;
result += numeral.getN();
continue;
} else if (numeral.getPlace() < numeralAfter.getPlace()){ //下一个字符的位数大
place = numeral.getPlace(); //进位
repeatLength = 0;
result += numeral.getN();
} else if (numeral.getPlace() == numeralAfter.getPlace()) { //下一个字符的位数不变并且是5开头的数字
place = numeral.getPlace(); //进位
repeatLength = 0;
result += numeral.getN() + numeralAfter.getN();
i--;
} else if (numeral.getPlace() > numeralAfter.getPlace() && numeral.getN() == numeralAfter.getN() *10) { //下一个字符位数变10倍的变小
place = numeralAfter.getPlace(); //进位
repeatLength = 0;
result += numeral.getN() - numeralAfter.getN();
i--;
} else {
throw new IllegalArgumentException("非法的罗马数字格式");
}
}
}
return result;
}
/**
* @param intNumeral 只支持1-3999的数字转换
* @return
*/
public static String stringValue(int numberal){
if (numberal < 1 || numberal > 3999) {
throw new IllegalArgumentException("非法的罗马数字格式");
}
int baseNumberal = 0; //当前位的数字
int place = 1; //位数
String stringValue = "";
while (numberal > 0) {
baseNumberal = numberal % 10; // 获取位数
switch (baseNumberal * place) {
case 0: break;
case 1: stringValue = "I" + stringValue; break;
case 2: stringValue = "II" + stringValue; break;
case 3: stringValue = "III" + stringValue; break;
case 4: stringValue = "IV" + stringValue; break;
case 5: stringValue = "V" + stringValue; break;
case 6: stringValue = "VI" + stringValue; break;
case 7: stringValue = "VII" + stringValue; break;
case 8: stringValue = "VIII" + stringValue; break;
case 9: stringValue = "IX" + stringValue; break;
case 10: stringValue = "X" + stringValue; break;
case 20: stringValue = "XX" + stringValue; break;
case 30: stringValue = "XXX" + stringValue; break;
case 40: stringValue = "XL" + stringValue; break;
case 50: stringValue = "L" + stringValue; break;
case 60: stringValue = "LX" + stringValue; break;
case 70: stringValue = "LXX" + stringValue; break;
case 80: stringValue = "LXXX" + stringValue; break;
case 90: stringValue = "XC" + stringValue; break;
case 100: stringValue = "C" + stringValue; break;
case 200: stringValue = "CC" + stringValue; break;
case 300: stringValue = "CCC" + stringValue; break;
case 400: stringValue = "CD" + stringValue; break;
case 500: stringValue = "D" + stringValue; break;
case 600: stringValue = "DC" + stringValue; break;
case 700: stringValue = "DCC" + stringValue; break;
case 800: stringValue = "DCCC" + stringValue; break;
case 900: stringValue = "CM" + stringValue; break;
case 1000: stringValue = "M" + stringValue; break;
case 2000: stringValue = "MM" + stringValue; break;
case 3000: stringValue = "MMM" + stringValue; break;
default: throw new IllegalArgumentException("非法的罗马数字格式");
}
numberal /= 10;
place *= 10;
}
return stringValue;
}
//罗马数字基本字符
private enum EBaseNumeral{
I('I',1,1,true),
V('V',5,1,false),
X('X',10,2,true),
L('L',50,2,false),
C('C',100,3,true),
D('D',500,3,false),
M('M',1000,4,true),
;
char c; //罗马字符
int n; //对应的阿拉伯数值
int place; //所在的位数：1表示个位，2表示10位，3表示百位，4表示千位
boolean repeatable; //当前字符可否连续多次出现，只有IXCM可以连续多次出现，VLD只能出现一次，即5开头的数字
EBaseNumeral(char c, int n, int place, boolean repeatable){
this.c = c;
this.n = n;
this.place = place;
this.repeatable = repeatable;
}
public char getC() {
return c;
}
public int getN() {
return n;
}
public int getPlace() {
return place;
}
public boolean isRepeatable() {
return repeatable;
}
public static EBaseNumeral build(char c){
switch (c) {
case 'I': return I;
case 'V': return V;
case 'X': return X;
case 'L': return L;
case 'C': return C;
case 'D': return D;
case 'M': return M;
default: throw new IllegalArgumentException("非法的罗马数字格式");
}
}
}
@Test
public static void test(){
int i = 0;
while (i++ < 3999) {
System.out.print("numberal=" + i);
String s = null;
try {
s = stringValue(i);
System.out.print(", stringValue()=" + s);
} catch (Exception e) {
System.out.print(", stringValue()=" + e.getMessage());
}
try {
int n = intValue(s);
System.out.print(", intValue()=" + n);
} catch (Exception e) {
System.out.print(", intValue()=" + e.getMessage());
}
System.out.println();
}
}
public static void main(String[] args) {
test();
}
}
