P8815 [CSP-J 2022] 逻辑表达式

题目描述

逻辑表达式是计算机科学中的重要概念和工具，包含逻辑值、逻辑运算、逻辑运算优先级等内容。

在一个逻辑表达式中，元素的值只有两种可能：$0$（表示假）和 $1$（表示真）。元素之间有多种可能的逻辑运算，本题中只需考虑如下两种：“与”（符号为 &）和“或”（符号为 |）。其运算规则如下：

$0\&0=0\&1=1\&0=0$，$1\&1=1$；
$0|0=0$，$0|1=1|0=1|1=1$。

在一个逻辑表达式中还可能有括号。规定在运算时，括号内的部分先运算；两种运算并列时，& 运算优先于 | 运算；同种运算并列时，从左向右运算。

比如，表达式 0|1&0 的运算顺序等同于 0|(1&0)；表达式 0&1&0|1 的运算顺序等同于 ((0&1)&0)|1。

此外，在 C++ 等语言的有些编译器中，对逻辑表达式的计算会采用一种“短路”的策略：在形如 a&b 的逻辑表达式中，会先计算 a 部分的值，如果 $a=0$，那么整个逻辑表达式的值就一定为 $0$，故无需再计算 b 部分的值；同理，在形如 a|b 的逻辑表达式中，会先计算 a 部分的值，如果 $a=1$，那么整个逻辑表达式的值就一定为 $1$，无需再计算 b 部分的值。

现在给你一个逻辑表达式，你需要计算出它的值，并且统计出在计算过程中，两种类型的“短路”各出现了多少次。需要注意的是，如果某处“短路”包含在更外层被“短路”的部分内则不被统计，如表达式 1|(0&1) 中，尽管 0&1 是一处“短路”，但由于外层的 1|(0&1) 本身就是一处“短路”，无需再计算 0&1 部分的值，因此不应当把这里的 0&1 计入一处“短路”。

输入格式

输入共一行，一个非空字符串 $s$ 表示待计算的逻辑表达式。

输出格式

输出共两行，第一行输出一个字符 0 或 1，表示这个逻辑表达式的值；第二行输出两个非负整数，分别表示计算上述逻辑表达式的过程中，形如 a&b 和 a|b 的“短路”各出现了多少次。

输入输出样例 #1

输入 #1

0&(1|0)|(1|1|1&0)

输出 #1

1
1 2

输入输出样例 #2

输入 #2

(0|1&0|1|1|(1|1))&(0&1&(1|0)|0|1|0)&0

输出 #2

0
2 3

说明/提示

【样例解释 #1】

该逻辑表达式的计算过程如下，每一行的注释表示上一行计算的过程：

0&(1|0)|(1|1|1&0)
=(0&(1|0))|((1|1)|(1&0)) //用括号标明计算顺序
=0|((1|1)|(1&0))   //先计算最左侧的 &，是一次形如 a&b 的“短路”
=0|(1|(1&0))       //再计算中间的 |，是一次形如 a|b 的“短路”
=0|1               //再计算中间的 |，是一次形如 a|b 的“短路”
=1

【样例 #3】

见附件中的 expr/expr3.in 与 expr/expr3.ans。

【样例 #4】

见附件中的 expr/expr4.in 与 expr/expr4.ans。

【数据范围】

设 $|s|$ 为字符串 $s$ 的长度。

对于所有数据，$1\le |s|\le {10}^6$。保证 $s$ 中仅含有字符 0、1、&、|、(、) 且是一个符合规范的逻辑表达式。保证输入字符串的开头、中间和结尾均无额外的空格。保证 $s$ 中没有重复的括号嵌套（即没有形如 ((a)) 形式的子串，其中 a 是符合规范的逻辑表达式）。

测试点编号	$|s|\le$	特殊条件
$1\sim 2$	$3$	无
$3\sim 4$	$5$	无
$5$	$2000$	1
$6$	$2000$	2
$7$	$2000$	3
$8\sim 10$	$2000$	无
$11\sim 12$	${10}^6$	1
$13\sim 14$	${10}^6$	2
$15\sim 17$	${10}^6$	3
$18\sim 20$	${10}^6$	无

其中：
特殊性质 1 为：保证 $s$ 中没有字符 &。
特殊性质 2 为：保证 $s$ 中没有字符 |。
特殊性质 3 为：保证 $s$ 中没有字符 ( 和 )。

【提示】

以下给出一个“符合规范的逻辑表达式”的形式化定义：

• 字符串 0 和 1 是符合规范的；
• 如果字符串 s 是符合规范的，且 s 不是形如 (t) 的字符串（其中 t 是符合规范的），那么字符串 (s) 也是符合规范的；
• 如果字符串 a 和 b 均是符合规范的，那么字符串 a&b、a|b 均是符合规范的；
• 所有符合规范的逻辑表达式均可由以上方法生成。

C++实现

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

bool st;
string str;
bool val;// 表达式的值 
int ans1,ans2,off; //off 判断是否要跳掉，1 为 0&，2 为 1|，0 不用跳 
bool ed;

int main(){
	ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(nullptr);cout.tie(nullptr);
	cin>>str;
	for(int i=0;i<str.size();i++){
		if(off){
			if(str[i]=='('){// 跳括号 
				int x=1;
				while(x){
					i++;
					if(str[i]=='(') x++;
					if(str[i]==')') x--;
				}
			}else if(off==1&&str[i]=='|'){
				off=0;
			}else if(str[i]==')'){
				off=0;
			}else if(off==1&&str[i]=='&'){
				ans1++;
			}else if(off==2&&str[i]=='|'){
				ans2++;
			}
		}else{
			if(str[i]=='1') val=1;
			if(str[i]=='0') val=0;
			if(str[i]=='&'&&val==0){
				off=1;
				ans1++;
			}
			if(str[i]=='|'&&val==1){
				off=2;
				ans2++;
			} 
		}
	}
	cout<<val<<endl<<ans1<<' '<<ans2<<endl;
	return 0;
}

后续

接下来我会不断用C++来实现信奥比赛中的算法题、GESP考级编程题实现、白名单赛事考题实现，记录日常的编程生活、比赛心得，感兴趣的请关注，我后续将继续分享相关内容