a013. 羅馬數字

題目連結

https://zerojudge.tw/ShowProblem?problemid=a013

解題思路

本題希望我們寫出可以進行羅馬數字減法的程式。而由於電腦無法直接進行羅馬數字的運算，因此我們須先將輸入的兩組羅馬數字轉為阿拉伯數字，然後再進行運算，最後將運算後的結果再轉回羅馬數字輸出。

注意事項

為了維持程式碼的簡潔與易讀性，本程式碼使用了函式宣告。在a002. 簡易加法我們曾經提過，所謂函式，可以想成是「可重複使用的程式區塊」，因此宣告函式就意味著將主函式可能重複用到的程式碼直接寫在主函式外。如此一來當主函式需要用到時，只要呼叫函式較可以直接使用了。在宣告函式時，首先要確定這個函式要執行的功能是什麼，應該要回傳什麼型態的回傳值給主程式；再來要思考這個函式可能會需要用到哪些主程式的參數，將這些參數傳進函式裡，剩下的部分就和一般撰寫程式時差不多了。所以說不必因看到「函式宣告」而感到緊張，其實只是有些格式要注意而已！

程式碼：C語言

#include <stdio.h>
#include <string.h>
//宣告回傳值為int型態的函式roman_to_arabic，將羅馬數字轉為阿拉伯數字
int roman_to_arabic(char roman[11]) {
    int i = 0, arabic = 0;
    while(roman[i] != '\0' && roman[i] != '\n') {
        switch(roman[i]) {
            //若讀取到I，可能為I、IV或IX
            case 'I': {
                //若I後面有V，則為IV，代表4
                if(roman[i+1] == 'V') {
                    arabic += 4;
                    i += 2;
                }
                //若I後面有X，則為IX，代表9
                else if(roman[i+1] == 'X') {
                    arabic += 9;
                    i += 2;
                }
                //若I後面既非V也非X，則為I，代表1
                else {
                    arabic += 1;
                    i++;
                }
                break;
            }
            //若讀取到V，因IV會先讀取到I，只可能為V，代表5
            case 'V': {
                arabic += 5;
                i++;
                break;
            }
            //若讀取到X，因IX會先讀取到I，只可能為X、XL或XC
            case 'X': {
                //若X後面有L，則為XL，代表40
                if(roman[i+1] == 'L') {
                    arabic += 40;
                    i += 2;
                }
                //若X後面有C，則為XC，代表90
                else if(roman[i+1] == 'C') {
                    arabic += 90;
                    i += 2;
                }
                //若X後面既非L也非C，則為X，代表10
                else {
                    arabic += 10;
                    i++;
                }
                break;
            }
            //若讀取到L，因XL會先讀取到X，只可能為L，代表50
            case 'L': {
                arabic += 50;
                i++;
                break;
            }
            //若讀取到C，因XC會先讀取到X，只可能為C、CD或CM
            case 'C': {
                //若C後面有D，則為CD，代表400
                if(roman[i+1] == 'D') {
                    arabic += 400;
                    i += 2;
                }
                //若C後面有M，則為CM，代表900
                else if(roman[i+1] == 'M') {
                    arabic += 900;
                    i += 2;
                }
                //若C後面既非D也非M，則為C，代表100
                else {
                    arabic += 100;
                    i++;
                }
                break;
            }
            //若讀取到D，因CD會先讀取到C，只可能為D，代表500
            case 'D': {
                arabic += 500;
                i++;
                break;
            }
            //若讀取到M，因CM會先讀取到C，只可能為M，代表1000
            case 'M': {
                arabic += 1000;
                i++;
                break;
            }
        }
    }
    //回傳轉換後的阿拉伯數字
    return arabic;
}
//宣告回傳值為void型態（不回傳）的函式arabic_to_roman，將阿拉伯數字轉為羅馬數字並輸出
void arabic_to_roman(int arabic) {
    int i = 0;
    char roman_temp[15] = {}, roman[11] = {};
    //若數字大於等於1000，就用1000換成一個M
    while(arabic >= 1000) {
        roman_temp[i] = 'M';
        arabic -=1000;
        i++;
    }
    //若數字大於等於500，就用500換成一個D
    while(arabic >= 500) {
        roman_temp[i] = 'D';
        arabic -= 500;
        i++;
    }
    //若數字大於等於100，就用100換成一個C
    while(arabic >= 100) {
        roman_temp[i] = 'C';
        arabic -= 100;
        i++;
    }
    //若數字大於等於50，就用50換成一個L
    while(arabic >= 50) {
        roman_temp[i] = 'L';
        arabic -=50;
        i++;
    }
    //若數字大於等於10，就用10換成一個X
    while(arabic >= 10) {
        roman_temp[i] = 'X';
        arabic -= 10;
        i++;
    }
    //若數字大於等於5，就用5換成一個V
    while(arabic >= 5) {
        roman_temp[i] = 'V';
        arabic -=5;
        i++;
    }
    //若數字大於等於1，就用1換成一個I
    while(arabic >= 1) {
        roman_temp[i] = 'I';
        arabic -= 1;
        i++;
    }
    //檢查：在羅馬數字的表示法中，不會有4個相同符號並列，若有4格符號並列需用減法的思維重新記錄，比如4在羅馬數字的表示法中是記成XI而不是IIII
    int j=0;
    for(i=0 ; roman_temp[i] != '\0' ; i++) {
        //若有4個相同符號並列，先檢查是什麼符號，再決定如何轉換
        if(roman_temp[i] == roman_temp[i+1] && roman_temp[i+1] == roman_temp[i+2] && roman_temp[i+2] == roman_temp[i+3]) {
            switch(roman_temp[i]) {
                //若為4個C，可能為DCCCC或CCCC
                case 'C': {
                    //若C前面為D，則為DCCCC，重新記為CM
                    if(roman_temp[i-1] == 'D') {
                        roman[j-1] = 'C';
                        roman[j] = 'M';
                    }
                    //若C前面非D，則為CCCC，重新記為CD
                    else {
                        roman[j] = 'C';
                        roman[j+1] = 'D';
                        j++;
                    }
                    break;
                }
                //若為4個X，可能為LXXXX或XXXX
                case 'X': {
                    //若X前面為L，則為LXXXX，重新記為XC
                    if(roman_temp[i-1] == 'L') {
                        roman[j-1] = 'X';
                        roman[j] = 'C';
                    }
                    //若X前面非L，則為XXXX，重新記為XL
                    else {
                        roman[j] = 'X';
                        roman[j+1] = 'L';
                        j++;
                    }
                    break;
                }
                //若為4個I，可能為VIIII或IIII
                case 'I': {
                    //若I前面為V，則為VIIII，重新記為IX
                    if(roman_temp[i-1] == 'V') {
                        roman[j-1] = 'I';
                        roman[j] = 'X';
                    }
                    //若I前面非V，則為IIII，重新記為IV
                    else {
                        roman[j] = 'I';
                        roman[j+1] = 'V';
                        j++;
                    }
                    break;
                }
            }
            //因為是4個相同的符號，檢查一個後，後面三個可直接略過
            i += 3;
        }
        //若無4個相同符號並列，直接照記即可
        else
            roman[j] = roman_temp[i];
        //
        j++;
    }
    //輸出轉換後的羅馬數字
    printf("%s\n", roman);
}
//主函式
int main() {
    while(1) {
        //先讀取第一個字串，若為#則終止輸入，若否則將此字串複製給roman_1
        char test[10];
        scanf("%s", test);
        if(test[0] == '#')
            break;
        char roman_1[11] = {}, roman_2[11] = {};
        strcpy(roman_1, test);
        //再讀取第二個字串，將此字串存到roman_2
        scanf("%s", roman_2);
        //因電腦無法直接進行羅馬數字的計算，需先將羅馬數字轉為阿拉伯數字
        int arabic_1 = roman_to_arabic(roman_1), arabic_2 = roman_to_arabic(roman_2);
        int arabic_difference = abs(arabic_1-arabic_2);
        //若相減後的差為零，則輸出「ZERO」*/
        if(arabic_difference == 0)
            printf("ZERO\n");
        //若差不為0，根據題意，需先將阿拉伯數字轉為羅馬數字再輸出
        else
            arabic_to_roman(arabic_difference);
    }
    return 0;
}