Java实现蓝桥杯算法训练 My Bad（暴力）

试题算法训练 My Bad

问题描述
　　一个逻辑电路将其输入通过不同的门映射到输出，在电路中没有回路。输入和输出是一个逻辑值的有序集合，逻辑值被表示为1和0。我们所考虑的电路由与门（and gate，只有在两个输入都是1的时候，输出才为1）、或门（or gate，只要两个输入中有一个是1，输出就是1）、异或门（exclusive or（xor）gate，在两个输入中仅有一个是1，输出才是1）和非门（not gate，单值输入，输出是输入的补）组成。下图给出两个电路。

　　不幸的是，在实际中，门有时会出故障。虽然故障会以多种不同的方式发生，但本题将门会出现的故障限于如下三种形式之一：
　　1）总是与正确的输出相反；
　　2）总是产生0；
　　3）总是产生1；
　　在本题给出的电路中，最多只有一个门出故障。
　　请编写一个程序，对一个电路进行分析，对多组输入和输出进行实验，看电路运行是正确的还是不正确的。如果至少有一组输入产生了错误的输出，程序要确定唯一的出故障的门，以及这个门出故障的方式。但这也可能是无法判断的。
输入格式
　　输入由多组测试数据组成，每组测试用例描述了一个电路及其输入和输出。每个测试数据按序给出下述部分。
　　1. 一行给出3个正整数：在电路中输入的数量（N ≤ 8），门的数量（G ≤ 19）和输出的数量（U ≤ 19）。
　　2. 每行一个门，第一行描述g1门，如果有若干个门，则下一行描述g2门，以此类推。每行给出门类型（a = and，n = not，o = or，x = exclusive or）和对这个门的所有输入的标识符，对这个门的输入来自电路输入（i1, i2, …）或来自另一个门的输出（g1, g2, …）。
　　3. 一行给出与U个输出u1, u2, ….所关联的门的编号。例如，如果有三个输出，u1来自g5，u2来自g1，u3来自g4，那么这一行为：5 1 4。
　　4. 一行给出一个整数，表示对电路的进行实验的次数（B）。
　　5. 最后给出B行，每行(N+U)个值（1和0），给出实验的输入值和相应的输出值。不存在有两个相同输入的情况。
　　输入中的标识符或数字以空格分开，输入以包含3个0的一行结束。
输出格式
　　对于输入数据中的每个电路，输出测试数据的编号（从1开始），然后输出一个冒号和一个空格，再输出电路分析，内容为如下之一（用#代替相应的门的编号）：

No faults detected
　　Gate # is failing; output inverted
　　Gate # is failing; output stuck at 0
　　Gate # is failing; output stuck at 1
　　Unable to totally classify the failure
　　在图1和图2 中给出的电路图是第一个和最后一个测试数据。

样例输入
2 2 1
o i1 i2
n g1
2
2
1 0 0
0 0 1
2 1 1
a i1 i2
1
1
1 0 1
2 1 1
a i1 i2
1
2
1 0 1
1 1 1
1 1 1
n i1
1
2
1 1
0 0
3 4 4
n g4
a i1 i2
o i2 i3
x i3 i1
2 3 4 1
4
0 1 0 0 1 0 1
0 1 1 0 1 1 0
1 1 1 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 1
0 0 0
样例输出
Case 1: No faults detected
Case 2: Unable to totally classify the failure
Case 3: Gate 1 is failing; output stuck at 1
Case 4: Gate 1 is failing; output inverted
Case 5: Gate 2 is failing; output stuck at 0
数据规模和约定N<=8;G,U<=19

 import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.StringTokenizer;public class Main { public static void main(String[] args) throws IOException {  // 转自:    https://blog.csdn.net/a1439775520  BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer("");int kk = 0;while (true) {tokenizer = new StringTokenizer(reader.readLine());int in = Integer.parseInt(tokenizer.nextToken());int door = Integer.parseInt(tokenizer.nextToken());int out = Integer.parseInt(tokenizer.nextToken());if (in == 0 && door == 0 && out == 0)break;kk++;System.out.printf("Case %d: ", kk);Door d[] = new Door[20];for (int i = 1; i <= door; i++) {tokenizer = new StringTokenizer(reader.readLine());String kind = tokenizer.nextToken();int incont = 2;if (kind.equals("n"))incont = 1;int kinda = -1;if (kind.equals("a"))kinda = 1;else if (kind.equals("o"))kinda = 2;else if (kind.equals("x"))kinda = 3;else if (kind.equals("n"))kinda = 4;String aa = tokenizer.nextToken();int ina = Integer.parseInt(aa.substring(1));// System.out.println("ina :" + ina);if (aa.charAt(0) == 'i')ina = -ina;int inb = 0;if (incont == 2) {String bb = tokenizer.nextToken();inb = Integer.parseInt(bb.substring(1));// System.out.println("inb :" + inb);if (bb.charAt(0) == 'i')inb = -inb;}d[i] = new Door(i, kinda, ina, inb);}boolean[] visit = new boolean[60];for (int i = 0; i <= 3 * door; i++)visit[i] = true;int[] s = new int[20];int[] o = new int[20];int conts = 0;for (int i = 1; i <= door; i++) {int inta = d[i].ina;int intb = d[i].inb;if (inta > 0)d[inta].addout(i);if (intb > 0)d[intb].addout(i);if (inta <= 0 && intb <= 0)s[conts++] = i;}tokenizer = new StringTokenizer(reader.readLine());for (int i = 0; i < out; i++)o[i] = Integer.parseInt(tokenizer.nextToken());int test = Integer.parseInt(reader.readLine());int[] ins = new int[10];String outs = "";String res = "";for (int i = 0; i < test; i++) {tokenizer = new StringTokenizer(reader.readLine());for (int j = 1; j <= in; j++)ins[j] = Integer.parseInt(tokenizer.nextToken());outs = "";for (int j = 0; j < out; j++)outs += tokenizer.nextToken();for (int cas = 0; cas <= 3 * door; cas++) {if (visit[cas]) {for (int j = 1; j <= door; j++)d[j].cont = d[j].have = 0;for (int j = 0; j < conts; j++) {int id = s[j];d[id].cal(ins, d, cas);}res = "";for (int j = 0; j < out; j++)res += String.valueOf(d[o[j]].value);if (outs.equals(res) == false)visit[cas] = false;}}}if(visit[0] == true)System.out.println("No faults detected");else {int one = -1;boolean mark = true;for(int i = 0; i<=3*door; i++) {if(visit[i] == true){if(one == -1)one = i;else{mark = false;break;}}}if(mark) {int id = (one-1)/3 + 1;int r = one%3;if(r == 0)r+=3;if(r == 1)System.out.printf("Gate %d is failing; output inverted\n", id);else if(r == 2)System.out.printf("Gate %d is failing; output stuck at 0\n", id);else if(r == 3)System.out.printf("Gate %d is failing; output stuck at 1\n", id);}elseSystem.out.println("Unable to totally classify the failure");}}}
}class Door {int id;int incont;int cont;int ina, inb;int kind;int outcont;int va, vb, value;int[] out = new int[20];int have;public Door(int id_, int kind_, int ina_, int inb_) {id = id_;kind = kind_;ina = ina_;inb = inb_;incont = 0;if (ina > 0)incont++;if (inb > 0)incont++;outcont = cont = have = 0;}public void addout(int num) {out[outcont++] = num;}public void cal(int[] ins, Door[] d, int cas) {if (ina < 0)va = ins[-ina];else if (ina > 0)va = d[ina].value;if (inb < 0)vb = ins[-inb];else if (inb > 0)vb = d[inb].value;if (kind == 1)value = va & vb;else if (kind == 2)value = va | vb;else if (kind == 3)value = va ^ vb;else if (kind == 4)value = va == 0 ? 1 : 0;if (cas != 0 && (cas - 1) / 3 + 1 == id) {int r = cas % 3;if (r == 0)r = 3;if (r == 1)value = value == 0 ? 1 : 0;else if (r == 2)value = 0;else if (r == 3)value = 1;}update(ins, d, cas);}public void update(int[] ins, Door[] d, int r) {for (int i = 0; i < outcont; i++) {d[out[i]].cont++;if (d[out[i]].cont == d[out[i]].incont) {d[out[i]].cal(ins, d, r);}}}
}