这个怎么样：

do
    local function makeFunc()
        local var
        return function(x)
            if x == true then
                return -var
            else
                var = x
                return true
            end
        end

    end
    f = makeFunc()
end
print(f(f(20000)))

这将在非常广泛的数字范围内发挥作用：

    static int f(int n)
    {
        int lastBit = int.MaxValue;
        lastBit++;
        int secondLastBit = lastBit >> 1;
        int tuple = lastBit | secondLastBit;
        if ((n & tuple) == tuple)
            return n + lastBit;
        if ((n & tuple) == 0)
            return n + lastBit;
        return -(n + lastBit);
    }

我最初的方法是使用最后一位作为检查位，以了解我们在第一次或第二次调用中的位置。基本上，我会在第一次调用后将此位设置为1，以向第二次调用发出第一次调用已经通过的信号。但是，这种方法被负数所击败，负数的最后一位在第一次调用期间已经到达1。

同样的理论适用于大多数负数的倒数第二位。但是，通常发生的情况是，大多数情况下，最后一位和第二位是相同的。它们要么都是负数的1，要么都是正数的0。

所以我的最后一个方法是检查它们是否都是1或都是0，这意味着在大多数情况下这是第一次调用。如果最后一位与第二个最后一位不同，那么我假设我们在第二次调用，然后简单地重新反转最后一位。显然，对于使用最后两位的非常大的数字来说，这不起作用。但是，它再次适用于非常广泛的数字。

作为一名数学家，我想分享我对这个有趣问题的看法。我认为我有最有效的解决方案。

如果我没记错的话，只需翻转第一位，就可以将有符号的32位整数取反。例如，如果n=1001 1101 1110 1011 1110 0000 1110 1010，则-n=0001 1101 11101 1011 11100 0000 1110 010。

那么，我们如何定义一个函数f，它接受一个带符号的32位整数，并返回另一个有符号的32位数整数，该函数的属性是：接受两次f与翻转第一位相同？

让我重新表述这个问题，而不提整数之类的算术概念。

我们如何定义一个函数f，它接受长度为32的一系列0和1，并返回长度相同的一系列零和1，同时具有两次接受f与翻转第一位相同的性质？

观察：如果你能回答32位情况的上述问题，那么你也可以回答64位情况、100位情况等。你只需将f应用于前32位。

现在，如果你能回答2位案例的问题，哇！

是的，改变前2位就足够了。

这是伪代码

1. take n, which is a signed 32-bit integer.
2. swap the first bit and the second bit.
3. flip the first bit.
4. return the result.

备注：步骤2和步骤3可以概括为（a，b）-->（-b，a）。看起来很眼熟？这应该会让你想起平面的90度旋转以及乘以-1的平方根。

如果我只是单独展示了伪代码，而没有冗长的前奏，那么它看起来就像脱口而出的兔子，我想解释一下我是如何得到解决方案的。

适用于n=[0..2^31-1]

int f(int n) {
  if (n & (1 << 31)) // highest bit set?
    return -(n & ~(1 << 31)); // return negative of original n
  else
    return n | (1 << 31); // return n with highest bit set
}

少于50个字符（C#）

int f(int n) { return (n <= 0) ? n : f(-n); }

或更容易阅读：

static int f(int n) { 
  if (n <= 0)
    return n;
  else 
    return f(-n);
}

要测试

static void Main(string[] args) {
    for (int n = int.MinValue; n < int.MaxValue; n+=1) {
        Console.Out.WriteLine("Value: " + n + " Result: " + f(f(n)));
    }
}

它有效（假设我正确理解问题）

JavaScript单行：

function f(n) { return ((f.f = !f.f) * 2 - 1) * n; }