一个有趣的知乎问题实现

前几天在知乎上看到了这样一个有趣的问题：

男友让我打十万个「对不起」，汉字标上多少遍。如何快速实现？
链接: https://www.zhihu.com/question/27229082/answer/369776555

感觉挺有意思，毕竟题目要求“汉字标上”，所以是不能用下面这种简单的写法了：

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public static void saySorry() {
    for (int i = 1; i < 10001; i++) {
        System.out.println("对不起," + i)
    }
}

实际上，题目的难点也就是在于如何把0到10000的阿拉伯数字（即 int )转化为中文数字表达（即 String )。在不借用外部类库的情况下，我自己用遍历的方法写出了一个可以表达 1 到 99999 中文表达的Java实现。由于iteration的方便性，我的实现目前来看比大多数知乎回答要更加精简。

I: Test Case


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public static void main(String[] args) {
    System.out.println(num2Chinese(3));
    System.out.println(num2Chinese(30001));
    System.out.println(num2Chinese(10203));
    System.out.println(num2Chinese(39182));
}

输出：
三
三万零一
一万零二百零三
三万九千一百八十二


可以看出，上述程序很好的实现了中文语义，包括数字后“万”，“千”等单位的添加以及“零”作为补足。那么我们下面就来看一下实现这样一个程序需要考虑的需求有哪些。

II: Requirements

  1. 对于每一数位，都需要将数位上的数字转化为 中文数字+单位 的形式。比如9325，那么千位上的 9 要变成“九千”，其中“九”为数字，“千”为单位。注意这一个需求在各位数的时候要忽略，毕竟上面例子中的 5 输出就为“五”而非“五一”。
  2. 如果数位中有 0 的存在，我们要分为两种情况，第一种就是在非0数字之间出现0。例如 9034，那么要做到的就是在“九千”后面加上一个“零”，然后继续输出“34”。注意就是输出0的时候不需要再输出数位的单位，这一点与 （1）冲突，所以在程序中会使用 if - else 的方式处理。
  3. 然而上一点又有一个特殊情况! 考虑这一个例子：90034。根据中文语义应该输出“九万零三十四”。看得出来，虽然中间有两个零（千位和百位)，但是实际输出只输出一个。那么程序中要做的就是判断在之前已经添加了一个“零”了，如果是则不继续添加。但如果两个零所在位置不连续，则两个零都要添加：比如 90203 应该输出“九万零二百零三”。所以我们会设定一个全局的 boolean 值，每次添加零都进行判断，在添加了零之后变为false，然后在添加不为零的数字后恢复位true。
  4. 继续第 (2) 点的另外一个情况。如果是在数字末尾的0，比如32000，那么我们会完全忽视掉（“三万二千”）。这种情况只需要判断数字z最后一位是否为 0 就可以了。程序中我们可以在循环的过程中按照 1-3 的规则先走，完全忽略第4点，最后在对要输出的字符串进行处理（删除掉末尾的“零”）。

我们下面来看看源代码。

III: Implementation


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import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class printSorryWithChinese {

    private static Map<Integer, String> map = new HashMap<>();

    static {
        map.put(0, "零");
        map.put(1, "一");
        map.put(2, "二");
        map.put(3, "三");
        map.put(4, "四");
        map.put(5, "五");
        map.put(6, "六");
        map.put(7, "七");
        map.put(8, "八");
        map.put(9, "九");
        map.put(10, "十");
        map.put(100, "百");
        map.put(1000, "千");
        map.put(10000, "万");
    }

    public static String num2Chinese(int n)
    {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        boolean addZero = true;
        int input = n;

        for (int num = 10000; num >=1; num = num / 10) {
            int mod = n / num;
            if (mod != 0) {
                buffer.append(map.get(mod));

                if (num != 1)
                    buffer.append(map.get(num));

                addZero = true;
            }
            else if (buffer.length() != 0 && addZero && num != 1) {
                buffer.append(map.get(0));
                addZero = false;
            }

            n = n % num;
        }

        if ((input+"").endsWith("0")) {
            return buffer.toString().substring(0, buffer.length()-1);
        }

        return buffer.toString();
    }
}

在上面讲完需求之后，具体的实现就很简单了。下面基于代码讲一下具体的思路：

Step1: 创建并使用一个Map来承载数字=>中文的映射关系

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//一个整型对应字符串的 key-value HashMap
private static Map<Integer, String> map = new HashMap<>();

static {
    map.put(0, "零");
    map.put(1, "一");
    map.put(2, "二");
    map.put(3, "三");
    map.put(4, "四");
    map.put(5, "五");
    map.put(6, "六");
    map.put(7, "七");
    map.put(8, "八");
    map.put(9, "九");
    map.put(10, "十");
    map.put(100, "百");
    map.put(1000, "千");
    map.put(10000, "万");
}

注意使用 static 关键词的内容。这一代码段会在类加载阶段将内容注入到 map 中去。

Step2: 声明变量

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//一个StringBuffer用于拼接字符串，在之前的文章中提过使用 “+” 运算符直接拼接速度很慢
StringBuffer buffer = new StringBuffer();
//上文中提到的boolean值，用于判断是否可以添加零
boolean addZero = true;
//由于传入的参数int本身会在操作中被改变，所以需要提前用一个新的int承载其原本的值
int input = n;

Step3: 循环处理（从万位到个位）

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//从万位开始，每一次除以 10 降低一位，实现循环
for (int num = 10000; num >=1; num = num / 10) {
    //除以位数后的商即是该位数上的数字
    int mod = n / num;
    //商不等于0时，比如 90000/10000 = 9
    if (mod != 0) {
        buffer.append(map.get(mod));
        //上面说过，除了个位数，都要添加代表位数的单位
        if (num != 1)
            buffer.append(map.get(num));
        //如果不是零的情况，要将boolean恢复为true（上面第三点）
        addZero = true;
    }
    //商是零的情况，如 9000/10000 = 0
    //进行判断，要求添加的零不能作为返回字符串的开头，并且addZero允许添加零，而且位数不为各位
    else if (buffer.length() != 0 && addZero && num != 1) {
        buffer.append(map.get(0));
        //将addZero调回为false
        addZero = false;
    }
    //改变n的值，判断下一位。如95320变为5320。
    n = n % num;
}

Step4: 删除末尾的零
这一步很简单，看代码就好了

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if ((input+"").endsWith("0")) {
    return buffer.toString().substring(0, buffer.length()-1);
}
//最后返回字符串
return buffer.toString();

最后总结：


这个小程序是在AP CS课上无聊完成的。
对于这种逻辑相对复杂，要求繁琐的任务，知乎上很多的人直接使用了硬算的办法来解决。这样做的缺点是很大的，比如下次要扩展到一亿或者更大，要改动的地方就很多了。
反而，我们要先观察其中的规律，然后想想递归/遍历是否能够完成这一任务。最重要的是要将学会的设计模式运用在其中。