我相信这符合所有要求。没有什么规定参数必须是32位有符号整数，只有你传入的值“n”是。

long long f(long long n)
{
    int high_int = n >> 32;
    int low_int  = n & 0xFFFFFFFF;

    if (high_int == 0) {
        return 0x100000000LL + low_int;
    } else {
        return -low_int;
    }
}

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]

事实上，这些问题更多的是关于面试官与规范、设计、错误处理、边界案例以及为解决方案选择合适的环境等进行斗争，而不是关于实际解决方案。然而：：）

这里的函数是围绕封闭的4循环思想编写的。如果函数f只允许落在有符号的32位整数上，那么上面的各种解决方案都将起作用，除了其他人指出的三个输入范围数。minint永远不会满足函数方程，因此如果这是一个输入，我们将引发一个异常。

在这里，我允许Python函数操作并返回元组或整数。任务规范承认这一点，它只指定函数的两个应用程序应该返回一个与原始对象相等的对象，如果它是int32。（我会询问有关规范的更多细节）

这使得我的轨道可以很好且对称，并且可以覆盖所有输入整数（minint除外）。我最初设想的循环是访问半整数值，但我不想陷入舍入错误。因此是元组表示。这是一种将复杂旋转作为元组隐藏的方式，而不使用复杂的算术机制。

注意，在调用之间不需要保留任何状态，但调用者确实需要允许返回值为元组或int。

def f(x) :
  if isinstance(x, tuple) :
      # return a number.
      if x[0] != 0 :
        raise ValueError  # make sure the tuple is well formed.
      else :
        return ( -x[1] )

  elif isinstance(x, int ) :
    if x == int(-2**31 ):
      # This value won't satisfy the functional relation in
      # signed 2s complement 32 bit integers.
      raise ValueError
    else :
      # send this integer to a tuple (representing ix)
      return( (0,x) )
  else :
    # not an int or a tuple
    raise TypeError

因此，将f应用于37两次得到-37，反之亦然：

>>> x = 37
>>> x = f(x)
>>> x
(0, 37)
>>> x = f(x)
>>> x
-37
>>> x = f(x)
>>> x
(0, -37)
>>> x = f(x)
>>> x
37

将f两次应用于零得到零：

>>> x=0
>>> x = f(x)
>>> x
(0, 0)
>>> x = f(x)
>>> x
0

我们处理一个问题没有解决方案的情况（在int32中）：

>>> x = int( -2**31 )
>>> x = f(x)

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#110>", line 1, in <module>
    x = f(x)
  File "<pyshell#33>", line 13, in f
    raise ValueError
ValueError

如果你认为函数通过模拟乘以i的90度旋转打破了“无复杂算术”规则，我们可以通过扭曲旋转来改变这一点。这里元组表示半整数，而不是复数。如果你在数字线上追踪轨道，你会得到满足给定函数关系的非相交循环。

f2: n -> (2 abs(n) +1, 2 sign( n) ) if n is int32, and not minint.
f2: (x, y) -> sign(y) * (x-1) /2  (provided y is \pm 2 and x is not more than 2maxint+1

练习：通过修改f来实现这个f2。还有其他解决方案，例如，中间着落点是有理数而不是半整数。有一个分数模块可能很有用。你需要一个符号函数。

这个练习让我真正体会到了动态类型语言的乐趣。我在C中看不到这样的解决方案。

这里有一个我从未见过的变体。因为这是ruby，所以32位整数的东西就不见了（当然可以添加检查）。

def f(n)
    case n
    when Integer
        proc { n * -1 }
    when Proc
        n.call
    else
        raise "Invalid input #{n.class} #{n.inspect}"
    end
end

(-10..10).each { |num|
    puts "#{num}: #{f(f(num))}"
}

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。

嗯，我既不是数学，也不是编程高手，但这不是很容易吗？

int f(int i) {
    static bool b;
    if (b) {
        b = !b;
        return i;
    } else {
        b = !b;
        return -i;
    }
}

用大小正值和负值INT_MIN、INT_MAX进行测试，似乎可以。。。如果这是一个问题，可以使线程安全，但这不是任务的一部分。

或者我错过了什么？