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

Lua:

function f(n)
    if type(n) == "number" then
        return (-number) .. ""
    else
        return number + 0
    end
end

其他回答

这个Perl解决方案适用于整数、浮点数和字符串。

sub f {
    my $n = shift;
    return ref($n) ? -$$n : \$n;
}

尝试一些测试数据。

print $_, ' ', f(f($_)), "\n" for -2, 0, 1, 1.1, -3.3, 'foo' '-bar';

输出：

-2 2
0 0
1 -1
1.1 -1.1
-3.3 3.3
foo -foo
-bar +bar

int f(int n) {
    return ((n>0)? -1 : 1) * abs(n);
}

这里有一个解决方案，其灵感来自于不能使用复数来解决这个问题的要求或声明。

乘以-1的平方根是一个想法，但似乎失败了，因为-1没有整数的平方根。但是，使用mathematica这样的程序可以得出如下公式

（18494364652+1）模（232-3）=0。

这几乎和平方根为-1一样好。函数的结果必须是有符号整数。因此，我将使用一个修改的模运算mods（x，n），它返回与x模n最接近0的整数y。只有极少数编程语言能够成功地进行模运算，但它很容易被定义。例如，在python中，它是：

def mods(x, n):
    y = x % n
    if y > n/2: y-= n
    return y

使用上面的公式，问题现在可以解决为

def f(x):
    return mods(x*1849436465, 2**32-3)

对于[-231-2231-2]范围内的所有整数，这满足f（f（x））=-x。f（x）的结果也在这个范围内，但当然计算需要64位整数。

let f n =
    match n with
    | n when n % 2 = 0 -> -n + System.Math.Sign n
    | _ -> n - System.Math.Sign -n

其中n使得System.Int32.MinValue<n<System.Int32.MaxValue。

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);

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