Rustでアラビア数字をローマ数字に変換する - YU2TA7KA's BLOG ～take one step at a time～

はじめに
問題
ローマ数字の表記法の特徴
アルゴリズム
実装
参考
おわりに

はじめに

突然ですが、画像は何巻の美しいシャナかご存知でしょうか？

ローマ数字で表記されている通り19巻です。表記されている通りと言っても、実は今読んでいる、結城浩さんのプログラマの数学第2版にてローマ数字の表記法を初めてちゃんと知りました。普段使っているアラビア数字と比べるとややこしいし、０の概念もありません！
それでせっかくなので勉強中のRustでアラビア数字をローマ数字に変換するプログラムを実装しました。

問題

入力されたアラビア数字をローマ数字に変換して出力する
対象となるアラビア数字の範囲は1〜1000とする
対応表はWikipediaを参照する

ローマ数字 - Wikipedia

ローマ数字の表記法の特徴

・位は意味を持たず、数字そのものがその数を示す。
・ゼロがない。
・I（1）V（5）X（10）L（50）C（100）D（500）M（1000）の文字を使う。
・並べた文字が表す数を加えたものが、全体の数になる。
プログラマの数学　第二版 32pageより

アルゴリズム

1. 入力された値を対応表の降順で割り算をしていく
2. 商が1以上になったら、対応するローマ数字を結果文字列に連結する
3. 連結する文字数は商の値分繰り返す
4. 商が1以上になったときの余りで1～3を繰り返す
5. 対応表の末尾まで割り算が完了したら、そのときの結果文字列が変換結果になる
　（余りが0になった時点で変換結果は得られているため、無駄な割り算をしている。）

実装

use std::io;

struct Roman {
    roman: [(u16, String); 18],
}

impl Roman {
    /// 対応表の初期化
    /// 参照：https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%9E%E6%95%B0%E5%AD%97
    pub fn new() -> Roman {
        Roman {
            roman: [
                (1000, "M".to_string()),
                (900, "CM".to_string()),
                (500, "D".to_string()),
                (400, "CD".to_string()),
                (100, "C".to_string()),
                (90, "XC".to_string()),
                (50, "L".to_string()),
                (40, "XL".to_string()),
                (10, "X".to_string()),
                (9, "IX".to_string()),
                (8, "VIII".to_string()),
                (7, "VII".to_string()),
                (6, "VI".to_string()),
                (5, "V".to_string()),
                (4, "IV".to_string()),
                (3, "III".to_string()),
                (2, "II".to_string()),
                (1, "I".to_string()),
            ],
        }
    }

    /// アラビア数字をローマ数字へ変換する
    pub fn arabic_to_roman(&self, input: u16) -> String {
        let mut n = input;
        let mut r_string = String::new();
        for index in self.roman.iter() {
            let d = n / index.0;
            let r_ch = match d {
                0 => "".to_string(),
                _ => {
                    n = n % index.0;
                    Roman::write_roman(d, &index.1)
                }
            };
            r_string += &r_ch;
        }
        r_string
    }

    /// 該当するローマ数字の文字を追加する
    fn write_roman(d: u16, ch_roman: &String) -> String {
        let mut r = String::new();
        for _i in 0..d {
            r += &ch_roman;
        }
        r
    }
}

fn main() {
    println!("Arabic to Roman: Please input arabic number");
    let mut input = String::new();
    io::stdin().read_line(&mut input).unwrap();
    let input: u16 = input.trim().parse().expect("please type a number(<=1000)");

    let r = Roman::new();
    println!("roman={:?}", r.arabic_to_roman(input));
}

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