适用于n=[0..2^31-1]

int f(int n) {
  if (n & (1 << 31)) // highest bit set?
    return -(n & ~(1 << 31)); // return negative of original n
  else
    return n | (1 << 31); // return n with highest bit set
}

作为一名数学家，我想分享我对这个有趣问题的看法。我认为我有最有效的解决方案。

如果我没记错的话，只需翻转第一位，就可以将有符号的32位整数取反。例如，如果n=1001 1101 1110 1011 1110 0000 1110 1010，则-n=0001 1101 11101 1011 11100 0000 1110 010。

那么，我们如何定义一个函数f，它接受一个带符号的32位整数，并返回另一个有符号的32位数整数，该函数的属性是：接受两次f与翻转第一位相同？

让我重新表述这个问题，而不提整数之类的算术概念。

我们如何定义一个函数f，它接受长度为32的一系列0和1，并返回长度相同的一系列零和1，同时具有两次接受f与翻转第一位相同的性质？

观察：如果你能回答32位情况的上述问题，那么你也可以回答64位情况、100位情况等。你只需将f应用于前32位。

现在，如果你能回答2位案例的问题，哇！

是的，改变前2位就足够了。

这是伪代码

1. take n, which is a signed 32-bit integer.
2. swap the first bit and the second bit.
3. flip the first bit.
4. return the result.

备注：步骤2和步骤3可以概括为（a，b）-->（-b，a）。看起来很眼熟？这应该会让你想起平面的90度旋转以及乘以-1的平方根。

如果我只是单独展示了伪代码，而没有冗长的前奏，那么它看起来就像脱口而出的兔子，我想解释一下我是如何得到解决方案的。

Clojure解决方案：

(defmacro f [n]
  (if (list? n) `(- ~n) n))

也适用于任何大小的正整数和负整数、双整数和比率！

斯卡拉：

def f(x: Any): Any = x match {
  case i: Int => new { override def hashCode = -i }
  case i @ _  => i.hashCode
}

在Java中也是如此：

public static Object f(final Object x) {
  if(x instanceof Integer) {
    return new Object() {
      @Override 
      public int hashCode() {
        return -(Integer)x;
      }
    };
  }
  return x.hashCode();
}

我想我会先不看别人的答案就试试这个：

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <stdlib.h>

int f(int n) {
    if(n > 0) {  
        if(n % 2)
            return -(++n);
        else {
            return (--n);

        }
    }
    else {
        if(n % 2)
            return -(--n);
        else {
            return (++n);

        }
    }
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    int n;
    for(n = INT_MIN; n < INT_MAX; n++) {
        int N = f(f(n));

        if(N != -n) {
            fprintf(stderr, "FAIL! %i != %i\n", N, -n);
        }
    }
    n = INT_MAX;
    int N = f(f(n));
    if(N != -n) {
        fprintf(stderr, "FAIL! n = %i\n", n);
    }
    return 0;
}

输出：[无]

这是一个C/C++解决方案，它不使用任何按位运算符，也不需要任何数学库，尽管这有点作弊。。。

double f(double n)
{
    if (n == (double)(int)n)
        return n + 0.5;
    else
        return -(n - 0.5);
}

这适用于所有32位整数，只有一个异常0x80000000（因为它的相反值不能存储在32位整数系统中）。f（f（n））==-n将始终为真，除非在这种情况下。

不过，我相信有一种更简单、更快的方法来实现它。这只是我第一个想到的。