[Java]阿拉伯數字與羅馬數字轉換程式

知道什麼是「羅馬數字」嗎?羅馬數字是古羅馬所使用的記數系統,以羅馬符號來表示數值。如果要對應成現在通用的阿拉伯數字,羅馬數字I表示1V表示5。這些轉換規則會在文章下一段進行更詳記的介紹。現今通用的數字符號為阿拉伯數字,可是實際上阿拉伯數字是由古代的印度人所發明的,因為後來是由阿拉伯人將其傳入西方,所以才會把它稱為「阿拉伯數字」。由於我們不常使用羅馬數字,所以對它的模樣不是那麼敏銳,沒辦法一眼看到它就知道它所表示的數值大小。可是如果能有個程式幫我們轉換羅馬數字,那將會變得十分方便!

羅馬數字I代表阿拉伯數字的1,但II可不是代表11,而是1+1=2。那III呢?沒錯,就是3。可是如果要用羅馬數字來表示4,不能寫成IIII,而要寫成IV,意思是5-1=4。這類情形在阿拉伯數字9也會出現。羅馬數字的基本規則為右加左減,當小值寫在大值右邊時為加;當小值寫在大值左邊時為減,僅有數值4和9需要使用減法規則。我們可以將羅馬數字較為特殊的表示方式整理成如下表格:

在羅馬數字上加一條橫線,表示數值要乘1000倍。同理可知若加了兩條橫線,就要乘1000000倍。

如何用程式來計算阿拉伯數字與羅馬數字之間的轉換呢?可以參考以下的Java程式:

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//羅馬數字轉換程式
 
import java.util.Scanner; //引入Scanner工具
 
public class RomanNumber{
	private final static String rnums[]={"m","cm","d","cd","c","xc","l","xl","x","Mx","v","Mv","M","CM","D","CD","C","XC","L","XL","X","IX","V","IV","I"}; //儲存所有羅馬數字
	private final static int anums[]={1000000,900000,500000,400000,100000,90000,50000,40000,10000,9000,5000,4000,1000,900,500,400,100,90,50,40,10,9,5,4,1}; //儲存羅馬數字表示的值
 
	public static void main(String[] args){ //程式進入點
		Scanner sc=new Scanner(System.in); //建立Scanner物件
		String input; //宣告input字串,用來儲存使用者輸入的值
		while(sc.hasNext()){ //若還有資料尚未讀取,則執行
			do{
				input=sc.nextLine(); //讀取一行字串
			}while(input.trim().length()<1); //如果沒有輸入任何字串,就重新讀取
			if(input.charAt(0)=='#'){ //輸入井字號離開
				break;
			}
			if(isDigit(input)){ //如果是整數
				int n = Integer.parseInt(input); //將字串轉為整數
				if(n>0&&n<4000000){ //如果n大於0且小於4000000
					System.out.println(input + " = " + toRnums(n));
				}else{ //如果超過範圍
					System.out.println("輸入的阿拉伯數字有誤!必須大於零且小於四百萬!");
				}
			}else{ //如果不是整數
				int n = toAnums(input); //將羅馬字串轉為阿拉伯數字(數值)
				if(toRnums(n).equals(input)) { //判斷輸入的羅馬字串格式是否正確(轉成阿拉伯數字(數值)後再轉回羅馬字串,並與原本的字串做比較)
					System.out.println(input + " = " + n);
				}else{
					System.out.println("輸入的羅馬數字有誤!");
				}
			}
		}
	}
	public static boolean isDigit(String s){ //判斷是否為整數
		try {
			int i = Integer.parseInt(s); //將字串轉為整數
		} catch(Exception e) { //如果轉換失敗,會丟出例外
			return false; //不是整數
		}
		return true; //是整數
	}
	public static String toRnums(int num){ //將整數轉成以字串表示的羅馬數字
		if(num==0){ //因為羅馬數字裡並沒有零,所以輸出ZERO!
			return "ZERO";
		}else if(num<0||num>3999999){ //溢位判斷
			return "OVERFLOW";
		}
 
		StringBuilder output = new StringBuilder(); //儲存羅馬數字字串
		for(int i=0;num>0&&i<anums.length;i++) //尋找對應的羅馬數字
		{
			while(num>=anums[i]){ //將羅馬數字加到output物件內
				num-=anums[i];
				output.append(rnums[i]);
			}
		}
		return output.toString(); //傳回羅馬數字字串
	}
	public static int toAnums(String s){ //將羅馬數字轉成阿拉伯數字(數值)
		int num=0;
		StringBuilder Buffer = new StringBuilder(s); //將字串s存入字串緩衝區內
		for(int i=0;Buffer.length()>0&&i<anums.length;i++) //尋找對應的羅馬數字
		{
			while(Buffer.indexOf(rnums[i])==0){ //如果有找到相同的羅馬數字字串,且位置在字串最左邊
				num+=anums[i]; //將羅馬數字轉為阿拉伯數字(數值)並存到num變數內
				Buffer.delete(0,rnums[i].length()); //刪除已讀取到的字串
			}
		}
		return num; //傳回轉換後的阿拉伯數字(數值)
	}
}

執行結果如下:

由於主控台程式沒辦法在文字上方顯示出橫線,故以小寫英文字母代表1000倍。

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