设计函数f（f（n））==-n

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

怎么样

int f(int n)
{
    return -abs(n);
}

其他回答

使用复数，您可以有效地将否定数字的任务分为两个步骤：

将n乘以i，得到n*i，n逆时针旋转90°再乘以i，得到-n

最棒的是，您不需要任何特殊的处理代码。只要乘以i就可以了。

但不允许使用复数。因此，您必须使用部分数据范围创建自己的虚拟轴。由于需要的虚（中间）值与初始值一样多，因此只剩下一半的数据范围。

我试图在下图中显示这一点，假设有符号的8位数据。您必须将其缩放为32位整数。初始n的允许范围为-64到+63。下面是函数对正n的作用：

如果n在0..63（初始范围）内，函数调用将添加64，将n映射到范围64..127（中间范围）如果n在64..127（中间范围）内，则函数从64中减去n，将n映射到范围0..-63

对于负n，函数使用中间范围-65..-128。

C++解决方案；

long long f(int n){return static_cast <long long> (n);}
int f(long long n){return -static_cast <int> (n);}

int n = 777;
assert(f(f(n)) == -n);

根据您的平台，某些语言允许您在函数中保持状态。VB.Net，例如：

Function f(ByVal n As Integer) As Integer
    Static flag As Integer = -1
    flag *= -1

    Return n * flag
End Function

IIRC、C++也允许这样做。我怀疑他们正在寻找不同的解决方案。

另一个想法是，由于它们没有定义函数第一次调用的结果，因此可以使用奇数/均匀度来控制是否反转符号：

int f(int n)
{
   int sign = n>=0?1:-1;
   if (abs(n)%2 == 0)
      return ((abs(n)+1)*sign * -1;
   else
      return (abs(n)-1)*sign;
}

所有偶数的幅度加一，所有奇数的幅度减一。两次调用的结果大小相同，但在一次调用中，我们甚至交换了符号。在某些情况下，这不会起作用（-1，max或min int），但它的效果比迄今为止任何其他建议都要好得多。

嗯，我既不是数学，也不是编程高手，但这不是很容易吗？

int f(int i) {
    static bool b;
    if (b) {
        b = !b;
        return i;
    } else {
        b = !b;
        return -i;
    }
}

用大小正值和负值INT_MIN、INT_MAX进行测试，似乎可以。。。如果这是一个问题，可以使线程安全，但这不是任务的一部分。

或者我错过了什么？

f(n) { return -1 * abs(n) }

如何处理溢出问题？还是我错过了重点？

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