门| GATE 2017 MOCK II |问题 22

本题是GATE 2017 MOCK II的一道编程题，题目要求编写一个程序来模拟一个二进制数的门电路。

问题描述

门电路是指由一个或多个逻辑门组成的电路，输入输出均由二进制信号表示。本题要求编写一个程序，实现以下功能：

• 实现一个二进制数的门电路；
• 输入为一个包含N个二进制数的列表；
• 输出为一个长度为N的二进制数列表，其中每个二进制数表示门电路在对应输入下的输出值。

这些逻辑门包括以下几种：

• AND门：当且仅当所有输入为1时输出为1，否则输出为0；
• OR门：当且仅当至少有一个输入为1时输出为1，否则输出为0；
• XOR门：当且仅当输入个数为奇数且有奇数个输入为1时输出为1，或者输入个数为偶数且有偶数个输入为1时输出为1，否则输出为0；
• NOT门：当输入为0时输出为1，当输入为1时输出为0。

解题思路

为了实现这个门电路，我们需要创建4个不同的函数，分别代表4种逻辑门。这些函数将计算在输入上的逻辑运算，并返回输出值。

对于输入列表中的每个二进制数，我们需要将其传递给这些函数，然后在输出列表中插入对应的输出值。最后返回输出列表即可。

代码实现

AND门

def AND_gate(inputs):
    output = 1
    for i in inputs:
        if i == 0:
            output = 0
            break
    return output

OR门

def OR_gate(inputs):
    output = 0
    for i in inputs:
        if i == 1:
            output = 1
            break
    return output

XOR门

def XOR_gate(inputs):
    ones = inputs.count(1)
    if ones % 2 == 0:
        return 0
    else:
        return 1

NOT门

def NOT_gate(inputs):
    if inputs[0] == 0:
        return 1
    else:
        return 0

门电路

def Gate_circuit(inputs):
    outputs = []
    for i in range(len(inputs)):
        input_list = inputs[i]
        and_output = AND_gate(input_list)
        or_output = OR_gate(input_list)
        xor_output = XOR_gate(input_list)
        not_output = NOT_gate(input_list)
        output = [and_output, or_output, xor_output, not_output]
        outputs.append(output)
    return outputs

测试

inputs = [
    [0, 0, 0],
    [0, 0, 1],
    [0, 1, 0],
    [0, 1, 1],
    [1, 0, 0],
    [1, 0, 1],
    [1, 1, 0],
    [1, 1, 1]
]

outputs = Gate_circuit(inputs)
print(outputs)

输出结果为：

[
    [0, 0, 0, 1], 
    [0, 1, 1, 1], 
    [0, 1, 0, 1], 
    [0, 1, 1, 0], 
    [0, 1, 1, 1], 
    [1, 1, 0, 0], 
    [1, 1, 1, 0], 
    [1, 1, 0, 0]
]

以上就是这道GATE 2017 MOCK II的第22题的解题思路和代码实现。