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

void f(int x)
{
     Console.WriteLine(string.Format("f(f({0})) == -{0}",x));
}

抱歉,伙计们。。。这太诱人了;)

其他回答

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)

这里有一个解决方案,其灵感来自于不能使用复数来解决这个问题的要求或声明。

乘以-1的平方根是一个想法,但似乎失败了,因为-1没有整数的平方根。但是,使用mathematica这样的程序可以得出如下公式

(18494364652+1)模(232-3)=0。

这几乎和平方根为-1一样好。函数的结果必须是有符号整数。因此,我将使用一个修改的模运算mods(x,n),它返回与x模n最接近0的整数y。只有极少数编程语言能够成功地进行模运算,但它很容易被定义。例如,在python中,它是:

def mods(x, n):
    y = x % n
    if y > n/2: y-= n
    return y

使用上面的公式,问题现在可以解决为

def f(x):
    return mods(x*1849436465, 2**32-3)

对于[-231-2231-2]范围内的所有整数,这满足f(f(x))=-x。f(x)的结果也在这个范围内,但当然计算需要64位整数。

使用循环置换方法来实现这一点。

-b a b-a

a b-a-b

在微不足道的情况下f(0)返回0

对不起,我的电话回答很粗糙,28日后我将发布完整版本(现在正在检查…)简单地说,假设f(n)是一个循环排列,问题是如何构造它。

定义fk=f(f(f)f(…f(n))))(k fs)情况k=20.微不足道的情况f(0)返回01.分组,在情况k=2时,分组:{0} {1,2} {3,4} ... {n,n+1 |(n+1)%2=0}注意:我只使用Z+,因为结构不需要使用负数。2.构造排列:如果n%2=0,那么a=n-1 b=n如果n%2=1,则a=n b=n+1

这将产生相同的排列,因为n和f(n)在同一组中。

注意排列为P返回P(n)

对于k=2t,只做上面相同的事情,只做MOD k。对于k=2t-1,虽然该方法有效,但毫无意义,啊?(f(n)=-n正常)

虽然问题说n必须是32位int,但它没有说参数或返回类型必须是32比特int0

private final long MAGIC_BIT=1<<38;
long f(long n) {
    return n & MAGIC_BIT != 0 ? -(n & !MAGIC_BIT) : n | MAGIC_BIT;
}

编辑:

这实际上是一个很好的面试问题。最好的答案是难以或不可能回答的,因为它迫使人们仔细思考,你可以观察并寻找:

他们会放弃吗?他们说这很愚蠢吗?他们是否尝试独特的方法?他们在处理问题时是否与您沟通?他们是否要求进一步细化要求?

etc.

永远不要只回答行为问题,除非你有一个非常好的答案。始终保持愉快,并尝试让提问者参与进来。不要沮丧,不要过早放弃!如果你真的一无所获,尝试一些完全非法的、可能奏效的方法,你将获得几乎全部的学分。

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