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

目标-C

这适用于除“-1”以外的所有数字。

如果要从使用int转换为使用NSInt,那么可以将-1值设置为NULL,然后第二次将它们转换为+1,但我觉得NSInt欺骗了询问者的意图。


f(n):

-(int)f:(int)n {
    if (abs(n)==1) {
        n = -1;
    } else {
        if (abs(n)%2) {//o
            if (n>0) {//+
                n--;
                n*=+1;
            } else if (n<0) {//-
                n++;
                n*=+1;
            }
        } else {//e
            if (n>0) {//+
                n++;
                n*=-1;
            } else if (n<0) {//-
                n--;
                n*=-1;
            }
        }
    }
    return n;
}

当然,这一切都可以缩短为一行,但其他人可能无法阅读。。。

无论如何,我将BOOLEAN逻辑存储为奇数或偶数的状态。

其他回答

使用复数,您可以有效地将否定数字的任务分为两个步骤:

将n乘以i,得到n*i,n逆时针旋转90°再乘以i,得到-n

最棒的是,您不需要任何特殊的处理代码。只要乘以i就可以了。

但不允许使用复数。因此,您必须使用部分数据范围创建自己的虚拟轴。由于需要的虚(中间)值与初始值一样多,因此只剩下一半的数据范围。

我试图在下图中显示这一点,假设有符号的8位数据。您必须将其缩放为32位整数。初始n的允许范围为-64到+63。下面是函数对正n的作用:

如果n在0..63(初始范围)内,函数调用将添加64,将n映射到范围64..127(中间范围)如果n在64..127(中间范围)内,则函数从64中减去n,将n映射到范围0..-63

对于负n,函数使用中间范围-65..-128。

Lua:

function f(n)
    if type(n) == "number" then
        return (-number) .. ""
    else
        return number + 0
    end
end

在C中,

int 
f(int n) {
     static int r = 0;
     if (r == 1) {r--; return -1 * n; };
     r++;
     return n;
}

知道这是为了什么语言会有帮助。我错过了什么吗?许多“解决方案”似乎过于复杂,坦率地说,并非如此工作(当我读到问题时)。

下面是一个简短的Python答案:

def f(n):
  m = -n if n % 2 == 0 else n
  return m + sign(n)

一般情况

稍微调整一下上面的内容就可以处理我们希望k个自调用否定输入的情况——例如,如果k=3,这意味着g(g(g)n))=-n:

def g(n):
  if n % k: return n + sign(n)
  return -n + (k - 1) * sign(n)

这是通过将0保留在适当位置并创建长度为2*k的循环来实现的,因此,在任何循环中,n和-n之间的距离为k。具体来说,每个周期如下:

N * k + 1, N * k + 2, ... , N * k + (k - 1), - N * k - 1, ... , - N * k - (k - 1)

或者,为了更容易理解,这里是k=3的示例循环:

1, 2, 3, -1, -2, -3
4, 5, 6, -4, -5, -6

这组循环最大化了在任何以零为中心的机器类型(如有符号int32或有符号int64类型)内工作的输入范围。

兼容范围分析

映射x->f(x)实际上必须形成长度为2*k的循环,其中x=0是特殊情况下的1-长度循环,因为-0=0。因此,一般k的问题是可解的,当且仅当输入-1(补偿0)的范围是2*k的倍数,并且正负范围是相反的。

对于有符号整数表示,我们总是有一个最小的负数,在该范围内没有正的对应项,因此该问题在整个范围内变得不可解决。例如,有符号字符的范围为[-128127],因此在给定范围内f(f(-128))=128是不可能的。

很简单,只需让f返回看起来等于任何整数的值,并且可以从整数转换。

public class Agreeable
{
    public static bool operator==(Agreeable c, int n)
        { return true; }

    public static bool operator!=(Agreeable c, int n)
        { return false; }

    public static implicit operator Agreeable(int n)
        { return new Agreeable(); }
}

class Program
{
    public static Agreeable f(Agreeable c)
        { return c; }

    static void Main(string[] args)
    {
        Debug.Assert(f(f(0)) == 0);
        Debug.Assert(f(f(5)) == -5);
        Debug.Assert(f(f(-5)) == 5);
        Debug.Assert(f(f(int.MaxValue)) == -int.MaxValue);
    }
}