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

下面是一个简短的Python答案:

def f(n):
  m = -n if n % 2 == 0 else n
  return m + sign(n)

一般情况

稍微调整一下上面的内容就可以处理我们希望k个自调用否定输入的情况——例如,如果k=3,这意味着g(g(g)n))=-n:

def g(n):
  if n % k: return n + sign(n)
  return -n + (k - 1) * sign(n)

这是通过将0保留在适当位置并创建长度为2*k的循环来实现的,因此,在任何循环中,n和-n之间的距离为k。具体来说,每个周期如下:

N * k + 1, N * k + 2, ... , N * k + (k - 1), - N * k - 1, ... , - N * k - (k - 1)

或者,为了更容易理解,这里是k=3的示例循环:

1, 2, 3, -1, -2, -3
4, 5, 6, -4, -5, -6

这组循环最大化了在任何以零为中心的机器类型(如有符号int32或有符号int64类型)内工作的输入范围。

兼容范围分析

映射x->f(x)实际上必须形成长度为2*k的循环,其中x=0是特殊情况下的1-长度循环,因为-0=0。因此,一般k的问题是可解的,当且仅当输入-1(补偿0)的范围是2*k的倍数,并且正负范围是相反的。

对于有符号整数表示,我们总是有一个最小的负数,在该范围内没有正的对应项,因此该问题在整个范围内变得不可解决。例如,有符号字符的范围为[-128127],因此在给定范围内f(f(-128))=128是不可能的。

其他回答

以下情况如何:

int f (int n)
{
    static bool pass = false;
    pass = !pass;
    return pass? n : -n;
}

Lua:

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

从来没有人说过f(x)必须是同一类型。

def f(x):
    if type(x) == list:
        return -x[0]
    return [x]


f(2) => [2]
f(f(2)) => -2

x86 asm(AT&T风格):

; input %edi
; output %eax
; clobbered regs: %ecx, %edx
f:
    testl   %edi, %edi
    je  .zero

    movl    %edi, %eax
    movl    $1, %ecx
    movl    %edi, %edx
    andl    $1, %eax
    addl    %eax, %eax
    subl    %eax, %ecx
    xorl    %eax, %eax
    testl   %edi, %edi
    setg    %al
    shrl    $31, %edx
    subl    %edx, %eax
    imull   %ecx, %eax
    subl    %eax, %edi
    movl    %edi, %eax
    imull   %ecx, %eax
.zero:
    xorl    %eax, %eax
    ret

代码已检查,所有可能的32位整数都已通过,错误为-2147483647(下溢)。

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