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

F#

let f n =
    match n with
    | n when n % 2 = 0 -> -n + System.Math.Sign n
    | _ -> n - System.Math.Sign -n

其中n使得System.Int32.MinValue<n<System.Int32.MaxValue。

其他回答

这里有一个证明,如果不使用额外信息(除了32位的int),那么对于所有数字,这样的函数都不可能存在:

我们必须使f(0)=0。(证明:假设f(0)=x,则f(x)=f(f(0))=-0=0。现在,-x=f(f(x))=f(0)=x,这意味着x=0。)

此外,对于任何x和y,假设f(x)=y。那么我们希望f(y)=-x。并且f(f(y))=-y=>f(-x)=-y。总结一下:如果f(x)=y,那么f(-x)=-y,f(y)=-x,f(-y)=x。

因此,我们需要将除0之外的所有整数分成4个集合,但我们有奇数个这样的整数;不仅如此,如果我们去掉没有正对应的整数,我们仍然有2(mod4)个数。

如果我们去掉剩下的2个最大数(通过abs值),我们可以得到函数:

int sign(int n)
{
    if(n>0)
        return 1;
    else 
        return -1;
}

int f(int n)
{
    if(n==0) return 0;
    switch(abs(n)%2)
    {
        case 1:
             return sign(n)*(abs(n)+1);
        case 0:
             return -sign(n)*(abs(n)-1);
    }
}   

当然,另一种选择是不遵守0,并获得我们删除的2个数字作为奖励。(但这只是一个愚蠢的假设。)

你没说他们期望什么样的语言。。。这是一个静态解决方案(Haskell)。这基本上是在搞乱两个最重要的比特:

f :: Int -> Int
f x | (testBit x 30 /= testBit x 31) = negate $ complementBit x 30
    | otherwise = complementBit x 30

在动态语言(Python)中要容易得多。只需检查参数是否为数字X,并返回返回-X的lambda:

def f(x):
   if isinstance(x,int):
      return (lambda: -x)
   else:
      return x()

创建许多解的一种方法是注意,如果我们将整数划分为两个集合S和R

那么我们可以如下创建f:

如果x在R中,则f(x)=g(x)

如果x在S中,则f(x)=-invg(x)

其中invg(g(x))=x,所以invg是g的逆函数。

上面提到的第一个解决方案是分区R=偶数,R=奇数,g(x)=x+1。

我们可以取任意两个无限集合T,P s.T T+U=整数集合,取s=T+(-T),R=U+(-U)。

然后-S=S和-R=R通过它们的定义,我们可以将g取为从S到R的任何1-1对应关系,这必须存在,因为这两个集合都是无限的和可数的。

因此,这将为我们提供许多解决方案,但并非所有解决方案都可以编程,因为它们不会被有限地定义。

例如:

R=可被3整除的数字,S=不可被3除的数字。

然后我们取g(6r)=3r+1,g(6r+3)=3r+2。

int f(int n) {
    return ((n>0)? -1 : 1) * abs(n);
}

Java脚本

function f(n)  { 
        return typeof n === "number" ? 
        function() {return -n} : 
        n();
}