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

2015-02-16 12:38 876 查看
题目:求1+2+…+n,要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字以及条件判断语句(A?B:C)。
分析:这道题没有多少实际意义,因为在软件开发中不会有这么变态的限制。但这道题却能有效地考查发散思维能力,而发散思维能力能反映出对编程相关技术理解的深刻程度。
通常求1+2+…+n除了用公式n(n+1)/2之外,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。同样,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。
我们仍然围绕循环做文章。循环只是让相同的代码执行n遍而已,我们完全可以不用for和while达到这个效果。比如定义一个类,我们new一含有n个这种类型元素的数组,那么该类的构造函数将确定会被调用n次。我们可以将需要执行的代码放到构造函数里。如下代码正是基于这个思路:
C++代码
classTemp
{
public:
Temp(){++N;Sum+=N;}
staticvoidReset(){N=0;Sum=0;}
staticintGetSum(){returnSum;}
private:
staticintN;
staticintSum;
};

intTemp::N=0;
intTemp::Sum=0;
intsolution1_Sum(intn)
{
Temp::Reset();

Temp*a=newTemp
;
delete[]a;
a=0;

returnTemp::GetSum();
}



我们同样也可以围绕递归做文章。既然不能判断是不是应该终止递归,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的想到布尔变量,比如ture(1)的时候调用第一个函数,false(0)的时候调用第二个函数。那现在的问题是如和把数值变量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,0转换为false。有了上述分析,我们再来看下面的代码:
C++代码
classA;
A*Array[2];

classA
{
public:
virtualintSum(intn){return0;}
};
classB:publicA
{
public:
virtualintSum(intn){returnArray[!!n]->Sum(n-1)+n;}
};
intsolution2_Sum(intn)
{
Aa;
Bb;
Array[0]=&a;
Array[1]=&b;

intvalue=Array[1]->Sum(n);
returnvalue;
}



这种方法是用虚函数来实现函数的选择。当n不为零时,执行函数B::Sum;当n为0时,执行A::Sum。我们也可以直接用函数指针数组,这样可能还更直接一些:
C++代码
typedefint(*fun)(int);
intsolution3_f1(inti)
{
return0;
}
intsolution3_f2(inti)
{
funf[2]={solution3_f1,solution3_f2};
returni+f[!!i](i-1);
}



另外我们还可以让编译器帮我们来完成类似于递归的运算,比如如下代码:
C++代码
template<intn>structsolution4_Sum
{
enumValue{N=solution4_Sum<n-1>::N+n};
};

template<>structsolution4_Sum<1>
{
enumValue{N=1};
};

solution4_Sum<100>::N就是1+2+...+100的结果。当编译器看到solution4_Sum<100>时,就是为模板类solution4_Sum以参数100生成该类型的代码。但以100为参数的类型需要得到以99为参数的类型,因为solution4_Sum<100>::N=solution4_Sum<99>::N+100。这个过程会递归一直到参数为1的类型,由于该类型已经显式定义,编译器无需生成,递归编译到此结束。由于这个过程是在编译过程中完成的,因此要求输入n必须是在编译期间就能确定,不能动态输入。这是该方法最大的缺点。而且编译器对递归编译代码的递归深度是有限制的,也就是要求n不能太大。

方法五:

还有一种更简便的方法:使用&&运算符。
代码如下:

intnFactorial(intn)
{
intnum=0;

(n>0)&&(num=n+nFactorial(n-1));
returnnum;
}
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