在不使用条件语句的情况下检测 -1答案

【问题标题】：Detect -1 without using a conditional statement在不使用条件语句的情况下检测 -1
【发布时间】：2021-09-22 17:26:19
【问题描述】：

您好，我在学校被问到这个问题。我似乎无法弄清楚。

不使用任何条件语句编写 c 程序 (if/else/switch:case/while/for 等) 输出：
1535(integer) 如果输入为 -1(integer)
否则输出输入（如果不是 -1）？

问题是评估我的逻辑技能而不是 c 编程技能。

【问题讨论】：

允许三元运算符吗？ std::cout << (x == -1 ? 1535 : x);
否则std::cout << ((x == -1) * 1535 + (x != -1) * x);
什么是“输入”？它是作为命令行参数传递的字符串吗？ int 传递给函数？还有什么？
仅供参考，C 和 C++ 语言是不同的语言。例如，C++ 有std::string 和std::list，C 没有。由于您的作业是用 C 语言进行的，因此您可以删除 C++ 语言标签。
这里对“条件语句”的定义比较宽松。我们是在谈论代码中的显式条件吗？或者我们正在谈论任何可能转换为条件分支的构造？

标签： c algorithm printf comparison-operators

【解决方案1】：

考虑：

（问题是评估我的逻辑技能而不是 c 编程技能）

我认为像“三元运算符不是条件语句”这样的语言律师是违背问题的精神的。所以让我们从完全无分支的角度来解决这个问题。

这对我来说直觉上感觉像是一项乘法工作，因为“0 吞噬一切”和“1 导致无操作”的运算属性将允许我们同时管理不同的“路径”。

换句话说，如果我们有一个神奇的函数f()，其中f(0) == 1 和f(anything else) == 0，那么我们可以利用x * 0 == 0 和x * 1 == x 的事实来“组合”这两个可能的答案：

int answer(int v) {
  int f_result = f(v + 1); // Offset the -1 to 0, which becomes 1, anything else becomes 0
  int f_inv = f(f_result); // 1 becomes 0, 0 becomes 1

  return 
     v * f_inv + 
     1535 * f_result;
}

所以，我们现在只需要一个 f()，它返回 1 表示 0，0 表示其他任何值。

这只是! 一元运算符：int f(int v) { return !v; }

【讨论】：

` 像“三元运算符不是条件语句”这样的语言律师 ` - 语言律师之夜很难为这一点辩护，因为三元运算符是条件运算符。
@SergeyA 我同意，我只是想就这个问题解决 cmets。但我的措辞确实不准确。

【解决方案2】：

我可以建议以下方法

#include <stdio.h>

int main(void) 
{
    const int DEFAULT_VALUE = 1535;
    
    printf( "Enter any number or -1: " );
    
    int n = -1;
    
    scanf( "%d", &n );
    
    printf( "%d\n", ( n == -1 ) * DEFAULT_VALUE + ( n != -1 ) * n );
    
    return 0;
}

程序输出可能看起来像

Enter any number or -1: -1
1535

例如

Enter any number or -1: 10
10

程序的关键语句如下

printf( "%d\n", ( n == -1 ) * DEFAULT_VALUE + ( n != -1 ) * n );

【讨论】：

【解决方案3】：

救援逻辑运算符！

int f(int v)
{
    /*We can detect v=-1 just adding one. Next we compare it with -1 */
    /*boolean contains "1" or "0" */
    bool val= !(-1 && (v+1)); /*=1 for v=-1 */

    /*Finally we operate for both results of val */
    int res =  ((int) val) * 1535 + (int)(!val)*v;

    return res;   
 }

【讨论】：

【解决方案4】：

按位 NOT 将 (111...1) 转换为 (000...0) 为 -1（其他任何值都将为非零）
逻辑非将 (000....0) 转换为 1（以及任何其他转换为 0）
乘以 1535

这是一个测试所有整数的完整 C 程序：

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int result(int value)
{
    return (!(~value))*1535;
}

void check(int input, int expected)
{
    if (result(input) != expected)
        printf("Result was %d for input %d (expected: %d)\n", result(input), input, expected);
}

int main()
{
    for (int i = INT_MIN; i > -1; ++i)
        check(i, 0);
    for (int i = 0; i < INT_MAX; ++i)
        check(i, 0);

    check(INT_MAX, 0);
    check(-1, 1535);
}

Live Demo

Bonus C++ demo（因为问题最初是这样标记的）：

【讨论】：