#CSP0011. [CSP-J 2022] 逻辑表达式
[CSP-J 2022] 逻辑表达式
Description
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:
$0 \mathbin{\&} 0 = 0 \mathbin{\&} 1 = 1 \mathbin{\&} 0 = 0$,$1 \mathbin{\&} 1 = 1$;
$0 \mathbin{|} 0 = 0$,$0 \mathbin{|} 1 = 1 \mathbin{|} 0 = 1 \mathbin{|} 1 = 1$。
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”。
Input Format
输入共一行,一个非空字符串 $s$ 表示待计算的逻辑表达式。
Output Format
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。
0&(1|0)|(1|1|1&0)1
1 2
(0|1&0|1|1|(1|1))&(0&1&(1|0)|0|1|0)&00
2 3
Hint
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 $\lvert s \rvert$ 为字符串 $s$ 的长度。
对于所有数据,$1 \le \lvert s \rvert \le {10}^6$。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 | $\lvert s \rvert \le$ | 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。