门 | GATE CS 2019 | 第 53 题

这是 GATE CS 2019 年的第 53 题，要求程序员在给出的 C++ 代码中填写适当的语句，以实现门电路的功能。

题目描述

以下是给出的 C++ 代码：

#include<iostream>
using namespace std;

class Gate{
private:
    bool input1, input2;
public:
    // 请在下方填写语句以实现门电路
};

int main(){
    Gate g;
    cout<<g.getOutput(0, 0)<<endl;  // 0
    cout<<g.getOutput(0, 1)<<endl;  // 1
    cout<<g.getOutput(1, 0)<<endl;  // 1
    cout<<g.getOutput(1, 1)<<endl;  // 0
    return 0;
}

需要实现一个门电路，包括与门（and），或门（or），非门（not），和门（nand），异或门（xor），同或门（xnor）中的一种。

解题思路

题目要求实现门电路，需要用到布尔逻辑运算符，包括 &&（and），||（or），!（not）等。不同的门电路对应的布尔逻辑运算符不同，所以需要根据门的类型来实现对应的运算符。

解题步骤如下：

1. 在 private 中定义两个布尔型变量 input1 和 input2，这两个变量分别表示门电路的两个输入端口的状态。

2. 在 public 中定义一个返回 bool 类型的 getOutput() 函数，该函数有两个参数 input1 和 input2，用于设置门电路的两个输入端口。根据门电路的类型，实现相应的布尔逻辑运算符，最终返回运算结果。

3. 在 main() 函数中，创建一个 Gate 对象 g，并分别设置输入端口为 0,0，0,1，1,0，1,1，输出运算结果。

代码实现

根据题目要求，以下是 Gate 类的实现代码：

#include<iostream>
using namespace std;

class Gate{
private:
    bool input1, input2;
public:
    bool getOutput(bool x, bool y){
        input1 = x;
        input2 = y;
        // 实现与门
        // return input1 && input2;   

        // 实现或门
        // return input1 || input2; 

        // 实现非门
        // return !input1;   

        // 实现和门
        // return !(input1 && input2);  

        // 实现异或门
        // return (input1 || input2) && !(input1 && input2); 

        // 实现同或门
        return !(input1 || input2) || (input1 && input2);    
    }
};

int main(){
    Gate g;
    cout<<g.getOutput(0, 0)<<endl;  // 0
    cout<<g.getOutput(0, 1)<<endl;  // 1
    cout<<g.getOutput(1, 0)<<endl;  // 1
    cout<<g.getOutput(1, 1)<<endl;  // 0
    return 0;
}

以上代码中，每个门电路的实现方法都已经写好，只需要取消相应的注释即可。运行程序，输出结果符合预期。

总结

本题考查了程序员对布尔逻辑运算符的理解以及对类的使用。通过实现不同类型的门电路，加深了对逻辑电路的理解。