CSP-J第二轮试题-2022年-3题

参考：

前缀、中缀和后缀表达式详解，中缀表达式到后缀表达式的转换规则，以及后缀表达式的计算规则，附计算代码
22张图带你深入剖析前缀、中缀、后缀表达式以及表达式求值

总结

本系列为CSP-J/S算法竞赛真题讲解，会按照年份分析每年的真题，并给出对应的答案。本文为2022年真题。
https://www.luogu.com.cn/problem/list?tag=343&page=1

[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

从文件expr.in中读入数据。

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

输出到文件expr.out中。

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。

样例 #1

样例输入 #1

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

样例输出 #1

1
1 2
1
2

样例 #2

样例输入 #2

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

样例输出 #2

0
2 3
1
2

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
1
2
3
4
5
6

【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）。

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。

//P8815 [CSP-J 2022] 逻辑表达式
#include 
#include
#include
#include
using namespace std;
char s[1000010];
struct number {
    int num;
    int op1,op2; //&，|
};
stack<number> n;//数字
stack<char> f;
int l;
void cul() {
    number n2=n.top();//操作数1
    n.pop();
    number n1=n.top();//操作数2
    n.pop();
    char c=f.top();
    f.pop();

    int ans;
    if(c=='&') {
        ans=n1.num&n2.num;
        if(n1.num==0) n.push({ans,n1.op1+1,n1.op2});//通过&操作 ,且短路
        else n.push({ans,n1.op1+n2.op1,n1.op2+n2.op2});
    } else {
        ans=n1.num|n2.num;
        if(n1.num==1) n.push({ans,n1.op1,n1.op2+1});//通过|操作 ,且短路
        else n.push({ans,n1.op1+n2.op1,n1.op2+n2.op2});
    }
    //cout<<"cul"<
    return;
}
void work() {
    for(int i=0; i<l; i++) {
        if(s[i]=='0'||s[i]=='1') {
            n.push({s[i]-'0',0,0});
        }//数字进栈
        else if(s[i]=='(') {
            f.push(s[i]);
        } else if(s[i]=='&')    {
            while(!f.empty()&&f.top()=='&') {
                cul();
            }
            f.push(s[i]);
        } else if(s[i]=='|') {
            while(!f.empty()&&(f.top()=='|'||f.top()=='&')) {
                cul();
            }
            f.push(s[i]);
        } else if(s[i]==')') {
            while(!f.empty()&&f.top()!='(') {
                cul();
            }
            f.pop();
        }
    }
    while(!f.empty()) {
        cul();
    }
}

int main() {
    cin>>s;
    l=strlen(s);
    work();
    number t=n.top();
    cout<<t.num<<endl<<t.op1<<' '<<t.op2;
    return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72

现场真题注意事项

https://cspoj.com/contest.php?cid=1002
Fus5yz4x3EcSJH1Z

注意事项

1. 文件名（程序名和输入输出文件名）必须使用英文小写。（提交必须使用freopen()进行提交）
2. C/C++ 中函数 main() 的返回值类型必须是 int，程序正常结束时的返回值必须是0。
3. 提交的程序代码文件的放置位置请参考各省的具体要求。
4. 因违反以上三点而出现的错误或问题，申述时一律不予受理。
5. 若无特殊说明，结果的比较方式为全文比较（过滤行末空格及文末回车）。
6. 程序可使用的栈空间内存限制与题目的内存限制一致。
7. 全国统一评测时采用的机器配置为：Inter® Core™ i7-8700K CPU @3.70GHz，内存 32GB。上述时限以此配置为准。
8. 只提供 Linux 格式附加样例文件。
9. 评测在当前最新公布的 NOI Linux 下进行，各语言的编译器版本以此为准

/*
假设输入样例数据存在文件test.in中，输出样例数据存在文件test.out中，
则在CSP、NOI等比赛的代码中，需添加freopen、fclose语句，
内容详见模板代码如下。
*/

#include 
#include//必须包含cstdio头文件
#include
using namespace std;
 
int main(){
	freopen("test.in","r",stdin);
	freopen("test.out","w",stdout);
	
	cout<<"Hello NOI"<<endl;
	
	fclose(stdin);
	fclose(stdout);
	
	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

下面为函数的简介，详细可参见 http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdio/freopen.html
函数名：freopen
声明：FILE *freopen( const char *path, const char *mode, FILE *stream );
所在文件： stdio.h
参数说明：
path: 文件名，用于存储输入输出的自定义文件名。
mode: 文件打开的模式。和fopen中的模式（如r-只读, w-写）相同。
stream: 一个文件，通常使用标准流文件。
返回值：成功，则返回一个path所指定文件的指针；失败，返回NULL。（一般可以不使用它的返回值）
功能：实现重定向，把预定义的标准流文件定向到由path指定的文件中。标准流文件具体是指stdin、stdout和stderr。其中stdin是标准输入流，默认为键盘；stdout是标准输出流，默认为屏幕；stderr是标准错误流，一般把屏幕设为默认。通过调用freopen，就可以修改标准流文件的默认值，实现重定向。

#include
#include
using namespace std;
int main(){
    freopen("7532.in", "r", stdin);
    freopen("7532.out", "w", stdout);
    //原来的代码保持不变
    double a, b, r;
    int k;
    cin >> a >> b;
    k = int(a/b);
    r = a - b * k;
    printf("%g", r);
    //-------------
    fclose(stdin);
    fclose(stdout);
    return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18