门- GATE-CS-2014-(Set-1) 第 63 题

这是一道 GATE 计算机科学和工程考试的题目，要求解决一个关于逻辑门的问题。这道题目可以帮助程序员熟悉逻辑门的基本工作原理和语法规则。

题目描述

一个简单的逻辑门电路由两个输入 A 和 B，一个输出 X 和一个 控制输入 C 组成，其中，当控制输入 C=0 时，输出 X 定义为 A and B；当控制输入 C=1 时，输出 X 定义为 A or B。给定门电路的元件，请写一个函数来计算输出 X。门电路的元件可以表示为一个列表，其中每个元素都是一个元组 (G, t)。G 可以是 'AND'，'OR' 或 'NOT' 这三个字符串之一，它们分别表示与门、或门和非门；t 是一个包含两个字符串的元组，表示门电路元件的两个输入。

函数参数

• Gates - 一个列表，其中每个元素都是一个元组 (G, t)，表示门电路的元件。
• A - 一个布尔型值，表示输入 A。
• B - 一个布尔型值，表示输入 B。
• C - 一个布尔型值，表示控制输入 C。

函数输出

• 一个布尔型值 X，表示门电路的输出。

按照题意完成以下函数

def Compute_Gates(Gates, A, B, C):
    # 你的代码应该在此处
    pass

举例

考虑以下门电路：

[(AND, ('A', 'B')), (OR, ('A', 'C')), (NOT, ('X',))]

根据这个模型回答以下问题：

• 当 A，B，C 的值分别为 True，True，False 时，输出 X 应该是多少？

解决方案

我们可以按照以下步骤来实现这个函数：

1. 初始化一个字典类型的变量 inputs，并将其用来存储输入变量的值。
2. 遍历 Gates 列表中的每个元素，并根据门类型对输入值进行组合。
3. 将最终组合的结果存储在变量 output 中，并返回。

以下是具体实现：

def Compute_Gates(Gates, A, B, C):
    inputs = {'A': A, 'B': B, 'C': C}
    for G, t in Gates:
        if G == 'AND':
            inputs[t[0]] = inputs[t[0]] and inputs[t[1]]
        elif G == 'OR':
            inputs[t[0]] = inputs[t[0]] or inputs[t[1]]
        elif G == 'NOT':
            inputs[t[0]] = not inputs[t[1]]
    return inputs['X']

这个函数首先初始化一个字典 inputs，并将输入变量 A、B 和 C 的值分别存储为字典中的相应键值对。

接下来，遍历 Gates 中的每个元素，并根据门类型和输入进行计算。如果门类型为 'AND' 或 'OR'，那么根据元组 t 中的两个输入变量来计算相应回答。如果门类型为 'NOT'，那么使用规定输入变量的布尔反转来计算相应答案。最后将计算出的结果存储在 inputs 字典中，并从 inputs['X'] 中获取输出值。

结论

此时，我们就可以组装逻辑门电路了，将元件作为 Gates 参数传递给 Compute_Gates 函数，并传递三个布尔型参数 A、B、C，表示输入信号。该函数将计算出最终的结果，并返回 X 值。