门| GATE CS 2020 |第 59 题

这道题目需要编写一个程序，实现一个简单的门类，能够模拟或门（OR Gate）、与门（AND Gate）和非门（NOT Gate）的功能。程序的具体需求如下：

• 程序应该包含一个门类（即 BaseGate 类），提供以下方法：
  • add_input(g)：添加输入门 g，g 是另外一个门
  • get_inputs()：返回输入门列表
  • evaluate()：计算门的输出值，同时保存结果
  • get_output()：返回门的输出
• 程序还应该提供三个具体的门类（ORGate、ANDGate 和 NOTGate），继承 BaseGate 类并实现 evaluate 方法，分别代表或门、与门和非门。

以下是程序的实现思路：

首先，我们定义一个基础门类 BaseGate，用于保存输入和输出等信息，以及提供添加输入、获取输入和获取输出等方法。

class BaseGate:
    def __init__(self):
        self.inputs = []
        self.output = None
    
    def add_input(self, g):
        self.inputs.append(g)
    
    def get_inputs(self):
        return self.inputs
    
    def get_output(self):
        self.evaluate()
        return self.output

接下来，我们实现三个具体的门类（ORGate、ANDGate 和 NOTGate），继承于 BaseGate 类并实现 evaluate 方法，分别代表或门、与门和非门。

ORGate 的 evaluate 方法实现为逐个遍历输入门，若有一个输入门的输出值为 True，则将输出门的值设为 True。否则，将输出门的值设为 False。

class ORGate(BaseGate):
    def evaluate(self):
        self.output = False
        for gate in self.inputs:
            self.output = self.output or gate.get_output()

ANDGate 的 evaluate 方法实现与 ORGate 相似，但是只有输入门全部都为 True 时，输出门的值才为 True。

class ANDGate(BaseGate):
    def evaluate(self):
        self.output = True
        for gate in self.inputs:
            self.output = self.output and gate.get_output()

NOTGate 的 evaluate 方法实现比较简单，仅需要取反接入的输入门的输出值。

class NOTGate(BaseGate):
    def evaluate(self):
        self.output = not self.inputs[0].get_output()

最后，在主程序中，我们可以通过创建一个具体的门，并将其他门添加为它的输入门。通过调用最终的门的 get_output 方法，即可实现模拟门电路计算的效果。

下面是一个示例：

# 创建三个输入门，分别代表两个输入信号和一个常数（常数门永远输出 True 或 False）
gate1 = BaseGate()
gate2 = BaseGate()
gate3 = BaseGate()
gate3.output = True

# 创建一个 OR 门，将上面三个门全部作为输入门
or_gate = ORGate()
or_gate.add_input(gate1)
or_gate.add_input(gate2)
or_gate.add_input(gate3)

# 计算 OR 门的输出
result = or_gate.get_output()

# 输出结果（这里应该输出 True）
print(result)

以上就是实现题目所需的门类和程序的实现思路，将其中的代码段复制粘贴到相应的位置即可，希望能对大家有所帮助。