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

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。

其他回答

我可以想象,使用第31位作为虚(I)位将是一种支持一半总范围的方法。

Lua:

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

这将在非常广泛的数字范围内发挥作用:

    static int f(int n)
    {
        int lastBit = int.MaxValue;
        lastBit++;
        int secondLastBit = lastBit >> 1;
        int tuple = lastBit | secondLastBit;
        if ((n & tuple) == tuple)
            return n + lastBit;
        if ((n & tuple) == 0)
            return n + lastBit;
        return -(n + lastBit);
    }

我最初的方法是使用最后一位作为检查位,以了解我们在第一次或第二次调用中的位置。基本上,我会在第一次调用后将此位设置为1,以向第二次调用发出第一次调用已经通过的信号。但是,这种方法被负数所击败,负数的最后一位在第一次调用期间已经到达1。

同样的理论适用于大多数负数的倒数第二位。但是,通常发生的情况是,大多数情况下,最后一位和第二位是相同的。它们要么都是负数的1,要么都是正数的0。

所以我的最后一个方法是检查它们是否都是1或都是0,这意味着在大多数情况下这是第一次调用。如果最后一位与第二个最后一位不同,那么我假设我们在第二次调用,然后简单地重新反转最后一位。显然,对于使用最后两位的非常大的数字来说,这不起作用。但是,它再次适用于非常广泛的数字。

return x ^ ((x%2) ? 1 : -INT_MAX);

事实上,我并没有试图给出问题本身的解决方案,但我有几点意见,因为问题表明,提出这个问题是(工作?)面试的一部分:

我会先问“为什么需要这样的函数?这是什么更大的问题?”而不是试图当场解决实际提出的问题。这表明了我是如何思考和解决这样的问题的。谁知道?这甚至可能是在一次采访中首先提出这个问题的真正原因。如果答案是“没关系,假设它是需要的,并告诉我如何设计这个功能。”我会继续这样做。然后,我将编写我将使用的C#测试用例代码(显而易见:从int.MinValue到int.MaxValue的循环,对于该范围内的每个n调用f(f(n)),并检查结果是-n),告诉我将使用测试驱动开发来获得这样的函数。只有当面试官继续要求我解决所提出的问题时,我才真正开始在面试过程中胡乱写下伪代码,试图得到某种答案。然而,如果面试官能说明公司的情况,我真的不认为我会跳下去接受这份工作。。。

哦,这个答案假设面试是针对一个与C#编程相关的职位。如果面试的是与数学相关的职位,那当然是一个愚蠢的答案