我在上次面试中遇到的一个问题是：
设计函数f，使得：f（f（n））==-n其中n是32位有符号整数；你不能用复数算术。如果你不能为整个数字范围设计这样的函数，那么就尽可能为最大范围设计它。
有什么想法吗？
当前回答
另一种方法是将状态保持在一位，并在负数的情况下翻转它，注意二进制表示。。。限制为2^29
整数ffn（整数n）{
n = n ^ (1 << 30); //flip the bit
if (n>0)// if negative then there's a two's complement
{
if (n & (1<<30))
{
return n;
}
else
{
return -n;
}
}
else
{
if (n & (1<<30))
{
return -n;
}
else
{
return n;
}
}
}
其他回答
另一种方法是将状态保持在一位，并在负数的情况下翻转它，注意二进制表示。。。限制为2^29
整数ffn（整数n）{
n = n ^ (1 << 30); //flip the bit
if (n>0)// if negative then there's a two's complement
{
if (n & (1<<30))
{
return n;
}
else
{
return -n;
}
}
else
{
if (n & (1<<30))
{
return -n;
}
else
{
return n;
}
}
}
我试着打高尔夫，这是罗德里克·查普曼的回答。
无分支：74个字符
int f(int i){return(-((i&1)<<1)|1)*i-(-((i>>>31)<<1)|1)*(((i|-i)>>31)&1);}
带有分支，Java风格：58个字符
int f(int i){return i==0?0:(((i&1)==0?i:-i)+(i>0?-1:1));}
带分支，C样式：52个字符
int f(int i){return i?(((i&1)?-i:i)+(i>0?-1:1)):0;}
经过快速但有效的基准测试后，分支版本在我的机器上的速度提高了33%。（正数和负数的随机数据集，足够的重复，并防止编译器在预热时优化代码。）考虑到非分支版本中的操作数量以及可能的良好分支预测，这并不奇怪，因为函数被调用了两次：f（f（i））。当我将基准更改为度量：f（I）时，分支版本只快28%。我认为这证明了分支预测在第一种情况下确实有一些好处。更多证明：当使用f（f（f）（f（i）））进行测试时，分支版本的速度会快42%。
作为一名数学家，我想分享我对这个有趣问题的看法。我认为我有最有效的解决方案。
如果我没记错的话，只需翻转第一位，就可以将有符号的32位整数取反。例如，如果n=1001 1101 1110 1011 1110 0000 1110 1010，则-n=0001 1101 11101 1011 11100 0000 1110 010。
那么，我们如何定义一个函数f，它接受一个带符号的32位整数，并返回另一个有符号的32位数整数，该函数的属性是：接受两次f与翻转第一位相同？
让我重新表述这个问题，而不提整数之类的算术概念。
我们如何定义一个函数f，它接受长度为32的一系列0和1，并返回长度相同的一系列零和1，同时具有两次接受f与翻转第一位相同的性质？
观察：如果你能回答32位情况的上述问题，那么你也可以回答64位情况、100位情况等。你只需将f应用于前32位。
现在，如果你能回答2位案例的问题，哇！
是的，改变前2位就足够了。
这是伪代码
1. take n, which is a signed 32-bit integer.
2. swap the first bit and the second bit.
3. flip the first bit.
4. return the result.
备注：步骤2和步骤3可以概括为（a，b）-->（-b，a）。看起来很眼熟？这应该会让你想起平面的90度旋转以及乘以-1的平方根。
如果我只是单独展示了伪代码，而没有冗长的前奏，那么它看起来就像脱口而出的兔子，我想解释一下我是如何得到解决方案的。
我有另一个解决方案，它可以在一半时间内工作：
def f(x):
if random.randrange(0, 2):
return -x
return x
C#表示2^32-1个数字的范围，所有整数32（int32.MinValue除外）
Func<int, int> f = n =>
n < 0
? (n & (1 << 30)) == (1 << 30) ? (n ^ (1 << 30)) : - (n | (1 << 30))
: (n & (1 << 30)) == (1 << 30) ? -(n ^ (1 << 30)) : (n | (1 << 30));
Console.WriteLine(f(f(Int32.MinValue + 1))); // -2147483648 + 1
for (int i = -3; i <= 3 ; i++)
Console.WriteLine(f(f(i)));
Console.WriteLine(f(f(Int32.MaxValue))); // 2147483647
打印：
2147483647
3
2
1
0
-1
-2
-3
-2147483647
