门 | GATE-CS-2001 | 问题 24

该题要求在一个门控系统中，实现三种不同的门：

1. AND 门
2. OR 门
3. NOT 门

并能够实现一个门的级联（级联多个门）。

AND 门

AND 门是用来实现逻辑与（AND）运算的。当且仅当两个输入端同时为 1 时，输出端才为 1。

在程序中，我们可以用一个函数实现 AND 门，如下：

def and_gate(inputs):
    # inputs 是一个包含两个元素的列表，分别表示 AND 门的两个输入
    if inputs[0] == 1 and inputs[1] == 1:
        return 1
    else:
        return 0

OR 门

OR 门是用来实现逻辑或（OR）运算的。当两个输入端至少有一个为 1 时，输出端才为 1。

在程序中，我们可以用一个函数实现 OR 门，如下：

def or_gate(inputs):
    # inputs 是一个包含两个元素的列表，分别表示 OR 门的两个输入
    if inputs[0] == 1 or inputs[1] == 1:
        return 1
    else:
        return 0

NOT 门

NOT 门是用来实现逻辑非（NOT）运算的。输入端为 1 时，输出端就是 0；反之亦然。

在程序中，我们可以用一个函数实现 NOT 门，如下：

def not_gate(input):
    # input 是一个表示 NOT 门的输入
    if input == 1:
        return 0
    else:
        return 1

级联多个门

要实现多个门的级联，我们可以使用上面三个函数来构建一个更复杂的函数。比如，下面的函数就实现了一个包含两个 AND 门和一个 OR 门的级联：

def complex_gate(inputs):
    # inputs 是一个包含两个元素的列表，分别表示级联中的两个输入
    input_1 = [inputs[0], inputs[1]]
    input_2 = [inputs[1], inputs[2]]
    output_1 = and_gate(input_1)
    output_2 = and_gate(input_2)
    final_output = or_gate([output_1, output_2])
    return final_output

总结

以上就是实现门控系统中常见门的方法，这些门已经被广泛应用于数字电子电路中，是构建更复杂的逻辑电路的基础。在编写程序时，我们不妨将它们应用到实践中，体验一下数字电路的奇妙之处。