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。

这个怎么样？

int nasty(int input)
{
    return input + INT_MAX/2;
}

怎么样：

f(n) = sign(n) - (-1)ⁿ * n

在Python中：

def f(n): 
    if n == 0: return 0
    if n >= 0:
        if n % 2 == 1: 
            return n + 1
        else: 
            return -1 * (n - 1)
    else:
        if n % 2 == 1:
            return n - 1
        else:
            return -1 * (n + 1)

Python自动将整数提升为任意长度的longs。在其他语言中，最大的正整数将溢出，因此它将适用于除该整数之外的所有整数。

为了使其适用于实数，您需要替换（-1）中的nⁿ 如果n>0，则为{上限（n）；如果n<0}，则为下限（n）。

在C#中（适用于任何双精度，溢出情况除外）：

static double F(double n)
{
    if (n == 0) return 0;
    
    if (n < 0)
        return ((long)Math.Ceiling(n) % 2 == 0) ? (n + 1) : (-1 * (n - 1));
    else
        return ((long)Math.Floor(n) % 2 == 0) ? (n - 1) : (-1 * (n + 1));
}

该问题表示“32位有符号整数”，但没有指定它们是2个补码还是1个补码。

如果使用1补码，则所有2^32值都出现在长度为4的循环中-不需要零的特殊情况，也不需要条件。

在C中：

int32_t f(int32_t x)
{
  return (((x & 0xFFFFU) << 16) | ((x & 0xFFFF0000U) >> 16)) ^ 0xFFFFU;
}

这项工作由

交换高位和低位16位块反转其中一个块

两次传递后，我们得到原始值的位逆。在一中补语表示等同于否定。

示例：

Pass |        x
-----+-------------------
   0 | 00000001      (+1)
   1 | 0001FFFF (+131071)
   2 | FFFFFFFE      (-1)
   3 | FFFE0000 (-131071)
   4 | 00000001      (+1)

Pass |        x
-----+-------------------
   0 | 00000000      (+0)
   1 | 0000FFFF  (+65535)
   2 | FFFFFFFF      (-0)
   3 | FFFF0000  (-65535)
   4 | 00000000      (+0)

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

除int.MaxValue和int.MinValue以外的工作

    public static int f(int x)
    {

        if (x == 0) return 0;

        if ((x % 2) != 0)
            return x * -1 + (-1 *x) / (Math.Abs(x));
        else
            return x - x / (Math.Abs(x));
    }