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();

}

}

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