门| Sudo GATE 2020 Mock II(2019年1月10日)|第31章

简介

本题要求实现一个门类，形象化地理解，门作为计算机电路中最基本的组成单元之一，可用于控制数据的流动。本题涉及到的门包括：与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）以及与非门（NAND）。

题目要求

实现一个门类，要求提供以下接口方法：

• and_gate(inputs: List[bool]) -> bool：与门
• or_gate(inputs: List[bool]) -> bool：或门
• not_gate(input_: bool) -> bool：非门
• nand_gate(inputs: List[bool]) -> bool：与非门

函数的参数为输入数据集合，输出为布尔值。

实现细节

使用面向对象编程的方式来实现门类。门类中可以定义一些静态方法来辅助实现接口方法。

考虑到与非门在实际使用中比较常见，通常情况下我们会使用与非门来实现其他门。因此，在具体实现时，我们可以将其他门的实现都基于与非门来完成，这样代码复用度会更高。

以下为门类的具体实现代码：

from typing import List


class Gate:
    @staticmethod
    def and_gate(inputs: List[bool]) -> bool:
        for input_ in inputs:
            if not input_:
                return False
        return True

    @staticmethod
    def or_gate(inputs: List[bool]) -> bool:
        for input_ in inputs:
            if input_:
                return True
        return False

    @staticmethod
    def not_gate(input_: bool) -> bool:
        return not input_

    @staticmethod
    def nand_gate(inputs: List[bool]) -> bool:
        return not Gate.and_gate(inputs)

示例

以下为门类的使用示例：

>>> Gate.and_gate([True, False, True])
False
>>> Gate.or_gate([True, False, True])
True
>>> Gate.not_gate(True)
False
>>> Gate.nand_gate([True, True])
False

总结

本题通过实现门类，介绍了与门、或门、非门以及与非门的概念及实现方法。门类是计算机电路中最基本的组成单元之一，对于理解计算机电路及实现逻辑电路具有重要意义。