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

在awk中,由于几乎没有任何信息被传递,因此必须求助于允许将状态信息作为函数返回的一部分传递的方法,而不会危及传递内容的可用性:

jot - -5 5 | mawk 'function _(__,___) { 

     return (__~(___=" ")) \
      \
      ? substr("",sub("^[ ]?[+- ]*",\
        substr(" -",__~__,index("_"___,___)-\
              (__~"[-]")),__))\
            (__~"[-]"?"":___)__\
      : (+__<-__?___:(___)___)__ 

  } BEGIN { CONVFMT=OFMT="%.17g" 
  } { 
      print "orig",           +(__=$(__<__))<-__?__:" "__,
            "f(n)....",        _(__),_(_(__)),_(_(_(__))),
                         _(_(_(_(__)))), _(_(_(_(_(__))))) 

  }' |gcat -n | lgp3 5 

 1  orig -5 f(n)....  -5   5  -5   5  -5
 2  orig -4 f(n)....  -4   4  -4   4  -4
 3  orig -3 f(n)....  -3   3  -3   3  -3
 4  orig -2 f(n)....  -2   2  -2   2  -2
 5  orig -1 f(n)....  -1   1  -1   1  -1

 6  orig  0 f(n)....   0  -0   0  -0   0
 7  orig  1 f(n)....   1  -1   1  -1   1
 8  orig  2 f(n)....   2  -2   2  -2   2
 9  orig  3 f(n)....   3  -3   3  -3   3
10  orig  4 f(n)....   4  -4   4  -4   4

11  orig  5 f(n)....   5  -5   5  -5   5

因此,这样做的限制是,只有整数或浮点值已经是字符串格式,可以在没有风险的情况下使用,因为额外的ASCII空间\040作为状态信息

这种方法的优点是

它愿意为您提供“负零”,对于绝对值小于2^53的整数,简单地添加加号,即+f(f(_))函数调用本身将具有隐式代表您完成类型铸造,结果值将再次为数字对于大整数,只需减去()任何前导空格轻松处理大整数,而不会丢失精度从类型转换为双精度浮点

`

    1   orig -99999999999999999999999999999999 
        f(n).... 
             -99999999999999999999999999999999   
              99999999999999999999999999999999
             -99999999999999999999999999999999   
              99999999999999999999999999999999  
             -99999999999999999999999999999999

 2  orig      -1239999999999999999999999999999 
    f(n)....  -1239999999999999999999999999999                   
               1239999999999999999999999999999
              -1239999999999999999999999999999
               1239999999999999999999999999999
              -1239999999999999999999999999999`

其他回答

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?

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。

另一个作弊解决方案。我们使用允许运算符重载的语言。然后我们让f(x)返回重载==的值,以始终返回true。这似乎与问题描述相符,但显然违背了谜题的精神。

Ruby示例:

class Cheat
  def ==(n)
     true
  end
end

def f(n)
  Cheat.new
end

这给了我们:

>> f(f(1)) == -1
=> true

而且(不太令人惊讶)

>> f(f(1)) == "hello world"
=> true

使用问题中给出的信息,您可以

从2-完成转换为符号位表示如果设置了最后一位,则翻转符号位和最后一位;否则,只翻转最后一位转换回2-完成。

所以你基本上是奇数->偶数->奇数或偶数->奇数->偶数,只对偶数更改符号。唯一不适用的数字是-2^31

代码:

function f(x) {
  var neg = x < 0;
  x = Math.abs(x) ^ 1;
  if (x & 1) {
    neg = !neg;
  }
  return neg ? -x : x;
}
int f(int n) {
    return ((n>0)? -1 : 1) * abs(n);
}