【困难】力扣算法题解析LeetCode273：整数转换英文表示

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题目来源：LeetCode273：整数转换英文表示

问题抽象： 将非负整数 num 转换为符合美式英语规范的英文单词字符串，需满足以下核心需求：

1. 转换规则定义：

   • 分段处理：按 千位分段（Thousand、Million、Billion）逐级转换，每组 1-3 位数字 独立转换后添加单位；
   • 数字映射：
     • 0-19：特殊单词（如 \"Zero\", \"Seventeen\"）；
     • 20-90 整十：复合单词（如 \"Twenty\", \"Ninety\"）；
     • 三位组：按 百位 + \"Hundred\" + 十位个位 组合（如 123 → \"One Hundred Twenty Three\"）。

2. 格式要求：

   • 单词格式：首字母大写，单词间 单空格分隔（无多余空格）；
   • 单位省略：
     • 零值段跳过单位（如 1,000,001 不输出 Million Thousand）；
     • 整百/整十段省略零单词（如 500 → \"Five Hundred\"，不含 \"Zero\"）。

3. 边界处理：

   • num = 0 时返回 \"Zero\"；
   • 输入范围 0 ≤ num ≤ 2^31-1（2,147,483,647）；
   • 禁止使用连接词（如 \"and\"），遵循美式规范。

4. 特殊场景：

   • 连续零：1,000,001 → \"One Million One\"；
   • 十位个位组合：115 → \"One Hundred Fifteen\"（非 \"One Hundred Ten Five\"）；
   • 大数分段：1,234,567 → \"One Million Two Hundred Thirty Four Thousand Five Hundred Sixty Seven\"。

输入：整数 num（如 1234567）
输出：英文单词字符串（如 \"One Million Two Hundred Thirty Four Thousand Five Hundred Sixty Seven\"）。

解题思路

核心思想：将数字按每三位一组划分（从低位到高位），分别处理每组的三位数，再结合单位（如千、百万、十亿）。通过预处理数组高效映射数字到单词，避免重复计算。

关键步骤

1. 特殊处理 0：直接返回 “Zero”。
2. 分组处理：将数字划分为四组（十亿、百万、千、个位），每组最多三位数。
3. 三位数转换：
   • 百位：直接映射数字并加上 “Hundred”。
   • 十位和个位：
     • 若小于 20，直接查表（0-19 有独立单词）。
     • 若大于等于 20，拆分十位和个位分别映射（如 20 → “Twenty”）。
4. 拼接结果：非空组才拼接，组间用空格分隔，避免首尾多余空格。

亮点

• 预处理数组：使用静态数组存储数字映射，避免重复生成。
• 惰性拼接：仅当组非空时才拼接，减少字符串操作。
• 高效取模：通过除法和取模快速获取各组值。

代码实现（Java版）🔥点击下载源码

class Solution { // 0-19 的英文单词 private static final String[] LESS_THAN_20 = { \"\", \"One\", \"Two\", \"Three\", \"Four\", \"Five\", \"Six\", \"Seven\", \"Eight\", \"Nine\", \"Ten\", \"Eleven\", \"Twelve\", \"Thirteen\", \"Fourteen\", \"Fifteen\", \"Sixteen\", \"Seventeen\", \"Eighteen\", \"Nineteen\" }; // 整十数的英文单词 private static final String[] TENS = { \"\", \"\", \"Twenty\", \"Thirty\", \"Forty\", \"Fifty\", \"Sixty\", \"Seventy\", \"Eighty\", \"Ninety\" }; // 单位数组（千、百万、十亿） private static final String[] THOUSANDS = { \"\", \"Thousand\", \"Million\", \"Billion\" }; public String numberToWords(int num) { if (num == 0) return \"Zero\"; // 直接处理 0 StringBuilder sb = new StringBuilder(); int groupIndex = 0; // 单位数组索引 while (num > 0) { int currentGroup = num % 1000; // 当前三位数组 if (currentGroup != 0) { // 处理当前组并拼接单位 String groupWords = convertThreeDigits(currentGroup); if (sb.length() > 0) {  sb.insert(0, \" \"); // 非首组时前置空格 } sb.insert(0, groupWords + (THOUSANDS[groupIndex].isEmpty() ? \"\" : \" \" + THOUSANDS[groupIndex])); } num /= 1000; // 处理下一组 groupIndex++; } return sb.toString(); } // 转换三位数为英文单词 private String convertThreeDigits(int num) { if (num == 0) return \"\"; StringBuilder sb = new StringBuilder(); int hundred = num / 100; int remainder = num % 100; // 处理百位 if (hundred != 0) { sb.append(LESS_THAN_20[hundred]).append(\" Hundred\"); } // 处理剩余部分（十位和个位） if (remainder != 0) { if (sb.length() > 0) { sb.append(\" \"); // 百位非空时加空格 } if (remainder < 20) { sb.append(LESS_THAN_20[remainder]); // 0-19 直接查表 } else { int ten = remainder / 10; int one = remainder % 10; sb.append(TENS[ten]); // 十位单词 if (one != 0) {  sb.append(\" \").append(LESS_THAN_20[one]); // 个位非空时追加 } } } return sb.toString(); }}

代码说明

1. 预处理数组：

   • LESS_THAN_20：存储 0-19 的英文单词（0 为空字符串，避免额外判断）。
   • TENS：存储 20-90 的整十数单词（索引 0-1 占位不用）。
   • THOUSANDS：存储单位（千、百万、十亿），索引对应组位置。

2. 主函数 numberToWords：

   • 分组处理：通过 num % 1000 获取当前组，num /= 1000 移至下一组。
   • 惰性拼接：仅当组非空时，调用 convertThreeDigits 转换并拼接单位。
   • 空格控制：非首组时插入前置空格，避免尾部多余空格。

3. 辅助函数 convertThreeDigits：

   • 百位处理：直接映射并追加 “Hundred”。
   • 剩余部分：
     • < 20：查 LESS_THAN_20 表。
     • ≥ 20：拆分十位/个位分别映射（如 45 → “Forty Five”）。

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