c++ - 可以打印罗马数字而不是 int 吗？

Question

我有一些代码可以打印一些小数字(实际上是年)，要求将数字打印为 Roman numerals而不是使用通常的 Hindu-Arabic numerals :

int main() {
    // do something to make all integers appear in Roman numerals
    std::cout << "In the year " << 2013 << " the following output was generated:\n";
    // ...
}

如何将 int 格式化为罗马数字？

Answer 1

这个问题有两个独立的部分:

1. 问题的无聊部分是如何转换 int转换为一系列具有值的罗马表示形式的字符。
2. 如何拦截 int 的输出并把它变成刚才描述的序列。

罗马数字遵循一个相当简单的规则，似乎用一个简单的查找表就可以轻松处理。由于问题的主要焦点在于如何使其与 IOStreams 一起使用，因此使用了一种直接的算法:

template <typename To>
To make_roman(int value, To to) {
    if (value < 1 || 3999 < value) {
        throw std::range_error("int out of range for a Roman numeral");
    }
    static std::string const digits[4][10] = {
        { "", "M", "MM", "MMM", "", "", "", "", "", "" },
        { "", "C", "CC", "CCC", "CD", "D", "DC", "DCC", "DCCC", "CM" },
        { "", "X", "XX", "XXX", "XL", "L", "LX", "LXX", "LXXX", "XC" },
        { "", "I", "II", "III", "IV", "V", "VI", "VII", "VIII", "IX" },
    };
    for (int i(0), factor(1000); i != 4; ++i, factor /= 10) {
        std::string const& s(digits[i][(value / factor) % 10]);
        to = std::copy(s.begin(), s.end(), to);
    }
    return to;
}

每个“数字”都是通过查找相应的字符串并将其复制到迭代器来简单生成的。如果整数超出可以使用罗马数字表示的值的范围，则会抛出异常。可以生成的最长字符串是 15 个字符(3888)。

下一步是设置 std::cout这样它就可以格式化 int使用上述转换。当 std::ostream需要转换任何内置数字类型(整数、 float )或类型 bool和 void const* , 它获得 std::num_put<cT>来自流的 std::locale 的方面并调用 put()在对象上，本质上是使用

std::use_facet<std::num_put<cT>>(s.getloc())
    .put(std::ostreambuf_iterator<char>(s), s, s.fill(), value);

通过派生自 std::num_put<char>并覆盖 do_put()采用 long 的版本的成员函数作为参数，可以更改数字的格式:

class num_put
    : public std::num_put<char>
{
    iter_type do_put(iter_type to, std::ios_base& fmt, char fill, long v) const {
        char buffer[16];
        char* end(make_roman(v, buffer));

        std::streamsize len(end - buffer);
        std::streamsize width(std::max(fmt.width(0), len));
        std::streamsize fc(width - (end - buffer));

        switch (fmt.flags() & std::ios_base::adjustfield) {
        default:
        case std::ios_base::left:
            to = std::copy(buffer, end, to);
            to = std::fill_n(to, fc, fill);
            break;
        case std::ios_base::right:
        case std::ios_base::internal:
            to = std::fill_n(to, fc, fill);
            to = std::copy(buffer, end, to);
        }
        return to;
    }
};

虽然函数比较长，但相当简单:

1. 值v转换为罗马数字的字符串并存储在buffer中.
2. 结果字符串的长度和要生成的字符数已确定(并且流的 width() 重置为 0 )。
3. 根据输出的对齐位置，要么复制值，然后存储填充字符(如果有)，要么反之。

剩下的就是创建一个 std::locale使用此版本的 std::num_put<char> facet 并安装生成的 std::locale进入std::cout :

std::cout.imbue(std::locale(std::cout.getloc(), new num_put));
std::cout << "year " << 2013 << '\n';

Here是一个活生生的例子，显示了几个不同的值和不同的对齐方式。 example还实现了 do_put() 的所有四个整数版本(即，对于 long、long long、unsigned long 和 unsigned long long)。