如何在代码中表示组合电路答案

【问题标题】：How to represent combinational circuits in code如何在代码中表示组合电路
【发布时间】：2021-12-08 14:24:17
【问题描述】：

我正在编写一个 python 程序，它对组合电路执行一些操作，例如比较与其他电路的相等性、合并门、计数门、计数连接、查找扇出门......

现在我用以下方式表示组合电路：
（我还添加了平等测试）

class Circuit:
    def __init__(self):
        self.gates = {}  # key = the gates number, value = the gate

    def __eq__(self, other):
        if set(self.gates.keys()) != set(other.gates.keys()):
            return False
        for key in self.gates.keys():
            if self.gates[key] != other.gates[key]:
                return False
        return True


class Gate:
    def __init__(self, gate_type, number):
        self.gate_type = gate_type  # and, or, nand, nor, xor, xnor
        self.number = number
        self.incoming_gates = []
        self.outgoing_gates = []

    def __eq__(self, other):
        # i know this is not correct, but in my case correct enough
        return (
            self.gate_type == other.gate_type
            and self.number == other.number
            and len(self.incoming) == len(other.incoming)
            and len(self.outgoing) == len(other.outgoing)
        )

我在代码中的表示对我来说似乎很费力，所以我正在寻找一种更好的方法来做到这一点。我已经搜索了这方面的最佳做法，但没有找到任何东西。

【问题讨论】：

dataclasses（标准库）或attrs会在一定程度上帮助你。
@AKX 我明白为什么dataclasses 和attrs 都有助于编写更少、更精确的代码，但它对表示有何帮助？
你的表现很好。 dataclasses 将有助于样板文件，但您表示数据的方式没有任何问题。你已经很好地掌握了如何使用类，在我看来是这样的

标签： python circuit

【解决方案1】：

您可以通过仅存储入站门引用来避免 Gate 类中的冗余，但这会使您的其余代码实现起来更加复杂。我认为冗余与易用性的权衡应该有利于易用性。

我不知道你如何实现门之间的连接，但如果你在 self.incoming_gates / self.outgoing_gates 中保存对象引用，你可能只根据传入链接定义它们，并使用 self 更新源的输出门列表自动（可能在构造函数本身中）

【讨论】：

【解决方案2】：

您希望实现一个有向图，其中某些数据存储在顶点中。 Wikipedia has a discussion of various ways to represent a graph 和 here's a stackoverflow 谈论更普遍的问题。

对于快速修改图的拓扑结构以及进行（合并门等）类似您的邻接列表通常很有用。

一般来说，我认为对架构的测试是在您真正开始实施它时进行——我猜想一旦您开始使用它，您就会很快熟悉您的设计的好处和坏处，并且能够根据需要调整或构建辅助函数。

【讨论】：