门 | GATE-CS-2014-(Set-2) |第 54 题

在此题中，我们需要实现一个门。门有两个输入和一个输出。门的类型分别为 AND, OR, XOR, NAND 和 NOR。

实现

我们可以使用以下的代码片段来实现门类：

class Gate:
    def __init__(self):
        self.input1 = None
        self.input2 = None
        self.output = None

    def get_input1(self):
        return self.input1

    def set_input1(self, value):
        self.input1 = value

    def get_input2(self):
        return self.input2

    def set_input2(self, value):
        self.input2 = value

    def get_output(self):
        self.calculate_output()
        return self.output

    def calculate_output(self):
        pass


class AndGate(Gate):
    def calculate_output(self):
        self.output = self.input1 and self.input2


class OrGate(Gate):
    def calculate_output(self):
        self.output = self.input1 or self.input2


class XorGate(Gate):
    def calculate_output(self):
        self.output = self.input1 ^ self.input2


class NandGate(Gate):
    def calculate_output(self):
        self.output = not(self.input1 and self.input2)


class NorGate(Gate):
    def calculate_output(self):
        self.output = not(self.input1 or self.input2)

这段代码定义了一个门类（Gate），包含两个输入和一个输出。具体实现方式是使用 ABC（抽象基础类）定义门类和门类型类，并在子类中实现具体的门类型。这种设计模式称为模板方法模式。在这里，我们只需要实现计算输出值的方法（calculate_output()）来定义门。

以上提供了 AND Gate（与门）、OR Gate（或门）、XOR Gate（异或门）、NAND Gate（与非门）和NOR Gate（或非门）的实现。

我们可以通过以下代码创建门和设置输入：

and_gate = AndGate()
and_gate.set_input1(True)
and_gate.set_input2(False)
print(and_gate.get_output())

or_gate = OrGate()
or_gate.set_input1(True)
or_gate.set_input2(False)
print(or_gate.get_output())

xor_gate = XorGate()
xor_gate.set_input1(True)
xor_gate.set_input2(False)
print(xor_gate.get_output())


nand_gate = NandGate()
nand_gate.set_input1(True)
nand_gate.set_input2(False)
print(nand_gate.get_output())

nor_gate = NorGate()
nor_gate.set_input1(True)
nor_gate.set_input2(False)
print(nor_gate.get_output())

将以上代码复制到Python代码文件中，你可以试着运行来测试门的类型。

总结

通过上述代码实现，我们创建了门类和不同类型的门。在门类型的计算中，我们实现了门的逻辑。掌握这些概念是程序员的一个基本要求，也是设计模式的重要组成部分。