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

这很简单!

每个数字以4为周期映射到另一个数字,其中所需条件成立。

例子:

规则如下:

0→ 0±2³¹ → ±2³¹古怪的→ 甚至,甚至→ -奇数:对于所有k,0<k<2³⁰: (2k-1)→ (2k)→ (-2k+1)→ (-2k)→ (2k-1)

唯一不匹配的值是±(2³¹-1),因为只有两个。必须有两个不能匹配,因为在二进制补码系统中只有四个数字的倍数,其中0和±2³¹已被保留。

在一的补码系统中,存在+0和-0。我们开始了:

对于所有k,0<k<2³⁰: (+2k)→ (+2k+1)→ (-2k)→ (-2k-1)→ (+2k)

其他回答

我有另一个解决方案,它可以在一半时间内工作:

def f(x):
    if random.randrange(0, 2):
        return -x
    return x

本质上,函数必须将可用范围划分为大小为4的循环,其中-n位于n循环的另一端。但是,0必须是大小为1的循环的一部分,否则0->x->0->x!=-x.因为0是单独的,所以在我们的范围内必须有3个其他值(其大小是4的倍数)不在具有4个元素的正确循环中。

我选择这些额外的奇怪值为MIN_INT、MAX_INT和MIN_INT+1。此外,MIN_INT+1将正确映射到MAX_INT,但会被卡在那里而不能映射回来。我认为这是最好的妥协,因为它有一个很好的特性,即只有极端值不能正常工作。此外,这意味着它将适用于所有BigInt。

int f(int n):
    if n == 0 or n == MIN_INT or n == MAX_INT: return n
    return ((Math.abs(n) mod 2) * 2 - 1) * n + Math.sign(n)

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!

对于所有32位值(注意,-0是-2147483648)

int rotate(int x)
{
    static const int split = INT_MAX / 2 + 1;
    static const int negativeSplit = INT_MIN / 2 + 1;

    if (x == INT_MAX)
        return INT_MIN;
    if (x == INT_MIN)
        return x + 1;

    if (x >= split)
        return x + 1 - INT_MIN;
    if (x >= 0)
        return INT_MAX - x;
    if (x >= negativeSplit)
        return INT_MIN - x + 1;
    return split -(negativeSplit - x);
}

基本上需要将每个-x=>x=>-x循环与y=>-y=>y循环配对。所以我把裂口的两边配对。

例如,对于4位整数:

0 => 7 => -8 => -7 => 0
1 => 6 => -1 => -6 => 1
2 => 5 => -2 => -5 => 2
3 => 4 => -3 => -4 => 3
int f(int n)
{
  static long counter=0;
  counter++;
  if(counter%2==0)
    return -n;
  else
    return n;
}