2020 CCF CSP-J2(表達式)


小 C 熱衷於學習數理邏輯。

有一天,他發現了一種特別的邏輯表達式。

在這種邏輯表達式中,所有操作數都是變量,且它們的取值只能為 0 或 1,運算從左往右進行。

如果表達式中有括號,則先計算括號內的子表達式的值。

特別的,這種表達式有且僅有以下幾種運算:

與運算:a & b。當且僅當 a 和 b 的值都為 1 時,該表達式的值為 1。其余情況該表達式的值為 0。
或運算:a | b。當且僅當 a 和 b 的值都為 0 時,該表達式的值為 0。其余情況該表達式的值為 1。
取反運算:!a。當且僅當 a 的值為 0 時,該表達式的值為 1。其余情況該表達式的值為 0。
小 C 想知道,給定一個邏輯表達式和其中每一個操作數的初始取值后,再取反某一個操作數的值時,原表達式的值為多少。

為了化簡對表達式的處理,我們有如下約定:表達式將采用后綴表達式的方式輸入。

后綴表達式的定義如下:

如果 E 是一個操作數,則 E 的后綴表達式是它本身。
如果 E 是 E1 op E2 形式的表達式,其中 op 是任何二元操作符,且優先級不高於 E1、E2 中括號外的操作符,則 E 的后綴式為 E′1 E′2 op,其中 E′1、E′2 分別為 E1、E2 的后綴式。
如果 E 是 (E1) 形式的表達式,則 E1 的后綴式就是 E 的后綴式。
同時為了方便,輸入中:

a) 與運算符(&)、或運算符(|)、取反運算符(!)的左右均有一個空格,但表達式末尾沒有空格。
b) 操作數由小寫字母 x 與一個正整數拼接而成,正整數表示這個變量的下標。例如:x10,表示下標為 10 的變量 x10。

數據保證每個變量在表達式中出現恰好一次。

輸入格式
第一行包含一個字符串 s,表示上文描述的表達式。

第二行包含一個正整數 n,表示表達式中變量的數量。表達式中變量的下標為 1,2,…,n。

第三行包含 n 個整數,第 i 個整數表示變量 xi 的初值。

第四行包含一個正整數 q,表示詢問的個數。

接下來 q 行,每行一個正整數,表示需要取反的變量的下標。

注意,每一個詢問的修改都是臨時的,即之前詢問中的修改不會對后續的詢問造成影響。

數據保證輸入的表達式合法。

變量的初值為 0 或 1。

輸出格式
輸出一共有 q 行,每行一個 0 或 1,表示該詢問下表達式的值。

數據范圍
對於 20% 的數據,表達式中有且僅有與運算(&)或者或運算(|)。
對於另外 30% 的數據,|s|≤1000,q≤1000,n≤1000。
對於另外 20% 的數據,變量的初值全為 0 或全為 1。
對於 100% 的數據,1≤|s|≤1×106,1≤q≤1×105,2≤n≤1×105。
其中,|s| 表示字符串 s 的長度。

輸入樣例1:
x1 x2 & x3 |
3
1 0 1
3
1
2
3
輸出樣例1:
1
1
0
樣例1解釋
該后綴表達式的中綴表達式形式為 (x1 & x2) | x3。

對於第一次詢問,將 x1 的值取反。此時,三個操作數對應的賦值依次為 0,0,1。原表達式的值為 (0 & 0) | 1=1。

對於第二次詢問,將 x2 的值取反。此時,三個操作數對應的賦值依次為 1,1,1。原表達式的值為 (1 & 1) | 1=1。

對於第三次詢問,將 x3 的值取反。此時,三個操作數對應的賦值依次為 1,0,0。原表達式的值為 (1 & 0) | 0=0。

輸入樣例2:
x1 ! x2 x4 | x3 x5 ! & & ! &
5
0 1 0 1 1
3
1
3
5
輸出樣例2:
0
1
1
樣例2解釋
該表達式的中綴表達式形式為 (!x1) & (!((x2 | x4) & (x3 & (!x5))))。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstring>
using namespace std;
 const int N = 1000010;
 int n , m ;//m 表示內部節點標號  1-n表示數值
 char str[N];
 int w[N];//存每個變量權值
 int h[N],ne[N],idx,e[N];
 char c[N];//節點類型
 int stk[N],tt;//用棧維護每一次操作
 bool st[N];
 int add(int a, int b)
 {
     e[idx] =b ,ne[idx] = h[a] , h[a] = idx++;
 }
 
 int dfs1(int u )
 {
     if(u <= n )return w[u];
     if(c[u] == '!') return w[u] = !dfs1(e[h[u]]);
     else if(c[u] == '&')
     {
         w[u] = 1;
         for(int i = h[u] ; ~ i ; i = ne[i])
         {
             w[u] &= dfs1(e[i]);
             
         }
         return w[u];
     }
     else
     {
      w[u] = 0 ;
      for(int i = h[u] ; ~i ; i =ne[i])
      {
          w[u] |= dfs1(e[i]);
      }
      return w[u];
     }
 }
 
 
 void dfs2(int u)
 {
     st[u] = true;
     if(u <= n) return ;
     if(c[u] == '!')dfs2(e[h[u]]);
     else
     {
         int a = e[h[u]] , b = e[ne[h[u]]];
         if(c[u] == '&')
         {
             if(w[a]) dfs2(b);
             if(w[b]) dfs2(a);
         }
         else
         {
             if(!w[a]) dfs2(b);
             if(!w[b]) dfs2(a);
         }
     }
 }
 
 int main()
 {
     cin.getline(str,N);
     cin >> n ;
     for(int i = 1; i <= n; i ++) cin >> w[i];
     memset(h,-1,sizeof h);
     //找一下變量的下標
     m = n ;
     for(int i = 0 ; str[i] ; i ++)
     {
         
         if(str[i] == 'x')
         {
             int k =  0 ;
              i ++;
             while(str[i] >='0' && str[i] <='9')
             {
                 
                 k = k * 10 + str[i] -'0';
                 i++;  
             }
             stk[++ tt] = k;
         }
         else if(str[i]=='!')
         {
             c[++ m] = str[i];
             add(m,stk[tt--]);//鄰接表存圖 加一條 !指向棧頂元素的邊 然后彈出棧頂元素
             stk[++ tt] = m;//棧頂加入 新節點
             i ++;
         }
         else 
         {
             c[++ m] = str[i];
             add(m,stk[tt--]);
             add(m,stk[tt--]);
             stk[++ tt] = m;
             i ++;
         }
         
     }
     int root = stk[tt];
     int res = dfs1(root);
 
     dfs2(root);
     
     int q;
     cin >> q;
     while(q--)
     {
         int x;
         cin >> x;
         if(st[x])cout << !res << endl;
         else cout << res << endl;
     }
     
     return 0;
 }


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