将罗马数字转换为 1 至 3999 之间的十进制数的 Python 程序

罗马数字是基于前罗马系统的数字符号排列中使用的字符。以下部分涵盖了所有主要符号。在这个问题中，我们给出了一串罗马数字，我们的任务是将罗马数字转换为 1 到 3999 范围内的十进制数。

下面是一些示例和解释，以帮助您更好地理解问题。

输入

str = "MXCIX"

输出

1099

解释

M 是 1000 的罗马表示，

XC 是 90 的罗马表示，

IX 是 9 的罗马表示。

输入

str = "II"

输出

2

解释

II 是 2 的罗马表示。

输入

str = "XL"

输出

40

解释

XL 是 40 的罗马表示。

在介绍方法之前，让我们先看看主要的罗马符号。 Roman 完全围绕以下符号构建:-

方法

根据观察，罗马数字符号遵循降序来表示数字(例如，M 在前，C 在后，等等)。但是，在某些情况下，它也遵循减法符号，以防止连续重复 4 个字符(例如 CCCC):

• I 位于 X 或 V 之前，表示少一个。 -> 4 在罗马数字中表示为 IV(比五少一个)， -> 9 在罗马数字中表示为 IX(比 10 少 1)

• X 位于 C 或 L 之前，表示少十个。 -> 40 在罗马数字中表示为 XL(比五十少十个)， -> 90 用罗马数字表示为 XC(比 100 少 10)

• C 位于 M 和 D 之前，表示比 100 少 -> 400 用罗马数字表示为 CD(比五百少百) -> 900 用罗马数字表示为 CM(比千少百)

为了进一步理解上述方法，让我们看看下面的代码。

示例

Python 程序将 1 到 3999 之间的罗马数字转换为十进制数。

# Function is created to return a Roman symbol's value.
def value(ch):
   val = -1
   if(ch=='I'):
      val = 1
   if(ch=='V'):
      val = 5
   if(ch=='X'):
      val = 10
   if(ch=='L'):
      val = 50
   if(ch=='C'):
      val = 100
   if(ch=='D'):
      val = 500
   if(ch=='M'):
      val = 1000
   return val
def convertRomanToDecimal(str):
   decVal = 0
   i = 0
   n = len(str) # store the size of the string 
   while (i < n): 
      # store the numeric value of roman value str[i]
       current = value(str[i])
 
      # Check if i+1 charchter exists or not
       if (i + 1 < n): 
         # store the numeric value of roman value str[i+1]
         next = value(str[ i + 1 ]) 
         # Check which value is greater current or next
         if (current >= next): 
            # If current >= next add current
            # value to the variable decVal
            decVal = decVal + current
            # Increment the index of the string to point to the next char
            i = i + 1
         else:
            # If current<next add difference of next to current to the variable decVal
            decVal = decVal + next - current
            # Increment the index of the string to point to the next char
            i = i + 2
       else:
          decVal = decVal + current
          # Increment the index of the string to point to the next char
          i = i + 1 
   return decVal
print("The decimal Numeral form of the Roman Numeral is"),
print(convertRomanToDecimal("MXCIX"))

输出

The decimal Numeral form of the Roman Numeral is
1099

时间和空间复杂度

上述代码的时间复杂度为 O(N)，其中 N 是字符串的大小。由于代码中未使用额外空间，因此上述代码的空间复杂度为 O(1)。

方法 2

在此方法中，我们使用内置模块 Roman 直接将 Roman 转换为十进制。为此，只需使用 pip 安装 Roman 模块即可。

pip install roman

成功安装模块 roman 后，使用方法 fromRoman() 完成从罗马数字到十进制的转换。

它以罗马值的形式接收参数并输出十进制数。

示例

下面是一个 Python 程序，用于实现上述方法将罗马数字转换为十进制。

import roman
egFirst = roman.fromRoman("MXCIX")
egSecond = roman.fromRoman("II")
egThird = roman.fromRoman("XL")
print("罗马数字到十进制转换是:")
print(egFirst)
print(egSecond)
print(egThird)

输出

罗马数字到十进制转换是:
1099
2
40

方法 3

这里使用"re"模块。这种方法的思路很简单，这里我们使用 Python 的字典函数将罗马数字与其对应的十进制值联系起来。该程序接受罗马数字作为输入，并将其转换为相应的十进制值。

示例

# Python 程序将罗马数字转换为十进制
import re
# 给定罗马值的字符串
strRoman = 'MXCIX'
# 将罗马数字及其相关值放入字典中
romanValue = {'M':1000, 'X':10, 'L':50, 'V':5, 'C':100, 'D':500, 'I':1}
# 创建变量 decValue 并为其分配零
decValue = 0
n = len(strRoman)
# 通过循环将罗马数字字符串中的每个值添加到 decValue 变量中
for i in range(n):
   if i > 0 and romanValue[strRoman[i]] >romanValue[strRoman[i-1]]:
      decValue += romanValue[strRoman[i]] - 2 * romanValue[strRoman[i-1]]
   else:
      decValue += romanValue[strRoman[i]] 
# 以十进制形式打印罗马数字
print("罗马数字的十进制数字形式", strRoman, "is")
print(decValue)

输出

罗马数字的十进制数字形式 MXCIX
1099

结论

在本教程中，我们实现了一个 Python 程序，用于将 1 到 3999 之间的罗马数字转换为十进制。我们实现了三种方法。第一种使用普通函数，第二种使用 Roman 模块，第三种使用 re 模块(使用字典)。

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