Rubyでローマ数字を求める

ローマ数字(roman numerals)

アラビア数字を入力としてローマ数字を返すメソッドを作成する。

回答(リファクタリング前)

無駄が多いし長くて見ない方がいいレベルなので折り畳んでます。

def getNums()
  lines = readlines
  len = lines.length

  (0..len-1).each do |i|
    lines[i] = lines[i].chomp.to_i
  end

  return lines
end

class Integer
  def to_roman
    sym = ['I', 'V', 'X', 'L', 'C', 'D', 'M']
    roman = ''
    to_arr(4).each_with_index do |num, i|
      case i
      when 0 then
	roman += sym[6] * num
      when 1 then
	case num
	when 0..3 then
	  roman += sym[4] * num
	when 4 then
	  roman += sym[4] + sym[5]
	when 5..8 then
	  roman += sym[5] + sym[4] * (num-5)
	when 9 then
	  roman += sym[4] + sym[6]
	end
      when 2 then
	case num
	when 0..3 then
	  roman += sym[2] * num
	when 4 then
	  roman += sym[2] + sym[3]
	when 5..8 then
	  roman += sym[3] + sym[2] * (num-5)
	when 9 then
	  roman += sym[2] + sym[4]
	end
      when 3 then
	case num
	when 0..3 then
	  roman += sym[0] * num
	when 4 then
	  roman += sym[0] + sym[1]
	when 5..8 then
	  roman += sym[1] + sym[0] * (num-5)
	when 9 then
	  roman += sym[0] + sym[2]
	end
      end
    end
    roman
  end

  def to_arr(n)
    arr = []
    (Math.log10(self).to_i + 1).upto(n-1) do
      arr.unshift(0)
    end
    arr + digits.reverse
  end
end

if $PROGRAM_NAME == __FILE__
  getNums().each do |i|
    puts i.to_roman
  end
end

回答(リファクタリング後)

def getNums()
  lines = readlines

  (0..lines.length-1).each do |i|
    lines[i] = lines[i].chomp.to_i
  end
  lines
end

class Integer
  def to_roman
    sym = ['I', 'V', 'X', 'L', 'C', 'D', 'M']
    roman = ''
    base = sym.length-1
    to_arr(4).each_with_index do |num, i|
      case num
      when 0..3 then
	roman += sym[base-i*2] * num
      when 4 then
	roman += sym[base-i*2] + sym[base-i*2+1]
      when 5..8 then
	roman += sym[base-i*2+1] + sym[base-i*2] * (num-5)
      when 9 then
	roman += sym[base-i*2] + sym[base-(i-1)*2]
      end
    end
    roman
  end

  def to_arr(n)
    arr = Array.new(n - Math.log10(self).to_i - 1, 0)
    arr + digits.reverse
  end
end

if $PROGRAM_NAME == __FILE__
  getNums().each do |i|
    # puts "#{i} => #{i.to_roman}"
    printf("%4d => %s\n", i, i.to_roman)
  end
end

解説

アラビア数字の入力受け取り

def getNums()
  lines = readlines

  (0..lines.length-1).each do |i|
    lines[i] = lines[i].chomp.to_i
  end
  lines
end

ここは標準入力から入力を受け取る部分です。

• 複数行の入力を対象としているので、改行区切りで入力できます。
• 改行コードを取り除いた文字列から Integer にキャストして、lines に配列として格納していきます。

実行部分

if $PROGRAM_NAME == __FILE__
  getNums().each do |i|
    # puts "#{i} => #{i.to_roman}"
    printf("%4d => %s\n", i, i.to_roman)
  end
end

ここはプログラムを $ ruby roman_numerals.rb 等で実行した場合に実行される部分です。

• 先程の getNums() で入力を受け取り、その返りオブジェクト(配列) に対して標準出力します。
• この後の解説で記述しますが、Integerクラスにオーバーライドしているので、 (Integer).to_roman で文字列としてローマ数字が取得できます。

ローマ数字を返すメソッド

class Integer
  def to_roman
    sym = ['I', 'V', 'X', 'L', 'C', 'D', 'M']
    roman = ''
    base = sym.length-1
    to_arr(4).each_with_index do |num, i|
      case num
      when 0..3 then
	roman += sym[base-i*2] * num
      when 4 then
	roman += sym[base-i*2] + sym[base-i*2+1]
      when 5..8 then
	roman += sym[base-i*2+1] + sym[base-i*2] * (num-5)
      when 9 then
	roman += sym[base-i*2] + sym[base-(i-1)*2]
      end
    end
    roman
  end

  def to_arr(n)
    arr = Array.new(n - Math.log10(self).to_i - 1, 0)
    arr + digits.reverse
  end
end

ここが今回の実装部分になります。

• Integer クラスにオーバーライドするような実装にしています。

4要素の配列へ(to_arr(n))

• ローマ数字は 1〜3999 を表現できます。
  • to_arr(n)
  • 入力されたアラビア数字を各桁で分けて配列化するメソッドです。
  • n は最大桁数を意味し、その桁より少ない数字に対しては 0 埋めされます。
• 例

n = 8
n.to_arr(4) # [0, 0, 0, 8]

ローマ数字へ

• ローマ数字の各シンボルに関しては Wikipedia 等を参照してください。
• 組み立てるローマ数字は文字列の変数 roman に格納していきます。
  • to_arr(4).each_with_index
    • self は省略可能なので省略して記述しています。
    • to_arr(4) で 4 要素の配列に変換してから、それぞれの桁に対して処理をおこないます。
  • case 文によって場合分けします。 ローマ数字で重要なのは 4 と 9 です。
    • それぞれの数字に対しての処理は上記 Wikipedia のローマ数字の概念と配列 sym = ['I', 'V', 'X', 'L', 'C', 'D', 'M'] を照らし合わせれば理解できます。
  • 最後に出来上がったローマ数字 roman を出力します。
• 例

n = 8
n.to_roman # "VIII"
n = 1999
n.to_roman # "MCMXCIX"

実行結果

まず入力として以下のテキストファイル(in.txt)を用意します。

1
2
4
5
6
9
10
11
14
15
19
38
42
49
51
97
99
439
483
499
732
961
999
1999

これを入力として与えた時の実行結果が以下。

$ ruby roman_numerals.rb < in.text
   1 => I
   2 => II
   4 => IV
   5 => V
   6 => VI
   9 => IX
  10 => X
  11 => XI
  14 => XIV
  15 => XV
  19 => XIX
  38 => XXXVIII
  42 => XLII
  49 => XLIX
  51 => LI
  97 => XCVII
  99 => XCIX
 439 => CDXXXIX
 483 => CDLXXXIII
 499 => CDXCIX
 732 => DCCXXXII
 961 => CMLXI
 999 => CMXCIX
1999 => MCMXCIX

動いた!!!!!

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