求1+2+…+n,要求不能使用乘除法、for,while,if,else,switch,case等关键字及条件判断语句(A?B:C)

面试题64:求1+2+...+n

1.题目描述

题目:求1+2+…+n,要求不能使用乘除法、for,while,if,else,switch,case等关键字及条件判断语句(A?B:C)

2.题目分析

通常求1+2+...+n除了用公式n(n+1)/2,无外乎循环和递归两种思路。由于已经明确限制for和 while的使用,循环已经不能再用了。递归函数也需要用if语句或者条件判断语句来判断是继续递归下去还是终止递归,但现在题目已经不允许使用这两种语句了。

解法一:利用构造函数求解

循环只是让相同的代码重复执行n遍而已,我们可以先定义一个类型,接着创建n个该类型的实例,那么这个类型的构造函数将确定会被调用n次。我们可以将与累加相关的代码放到构造函数里。如下代码正是基于这种思路:

class Temp
{
public:
    Temp() { ++ N; Sum += N; }

    static void Reset() { N = 0; Sum = 0; }
    static unsigned int GetSum() { return Sum; }

private:
    static unsigned int N;
    static unsigned int Sum;
};

unsigned int Temp::N = 0;
unsigned int Temp::Sum = 0;

unsigned int Sum_Solution1(unsigned int n)
{
    Temp::Reset();

    Temp *a = new Temp[n];
    delete []a;
    a = NULL;

    return Temp::GetSum();
}

解法二:利用虚函数求解

既然不能在一个函数中判断是不是应该终止递归,那么我们不妨定义两个函数,一个函数充当递归函数的角色,另一个函数处理终止递归的情况,我们需要做的就是在两个函数里二选一。从二选一我们很自然地想到布尔变量,比如值为true的时候调用第一个函数,值为 false 的时候调用第二个函数。那现在的问题是如何把数值变量n转换成布尔值。如果对n连续做两次反运算,即!!n,那么非零的n转换为true,因为n非0,所以第一次!n的值为0(false),接着再!0,则就得到了1(true),如果n为0,则!0为1(true),!1为0,转换为 false。

有了上述分析,我们再来看下面的代码:

class A;
A* Array[2];//指针数组

class A
{
public:
    virtual unsigned int Sum (unsigned int n) 
    { 
        return 0; 
    }
};

class B: public A
{
public:
    virtual unsigned int Sum (unsigned int n) 
    { 
        return Array[!!n]->Sum(n-1) + n; //n+n-1+...+1,当n=0时则会调用A中的Sum函数
    }
};

int Sum_Solution2(int n)
{
    A a;
    B b;
    Array[0] = &a;
    Array[1] = &b;

    int value = Array[1]->Sum(n);

    return value;
}

这种思路是用虚函数来实现函数的选择。当n不为零时,调用函数B::Sum;当n等于0时,调用函数A::Sum。

解法三:利用函数指针求解

这种思路与利用虚函数求解的思路相似。

typedef unsigned int (*fun)(unsigned int);

unsigned int Solution3_Teminator(unsigned int n) 
{
    return 0;
}

unsigned int Sum_Solution3(unsigned int n)
{
    static fun f[2] = {Solution3_Teminator, Sum_Solution3}; 
    return n + f[!!n](n - 1);
}

 

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