#6927. CSP-J 2022 逻辑表达式(expr) T3

CSP-J 2022 逻辑表达式(expr) T3

逻辑表达式(expr)

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;
  • 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 &;
  • 或:符号为 |。

其运算规则如下:

a b a & b a | b
0 0 0 0
1 1
1 0
1

在一个逻辑表达式中还可能有括号。规定运算顺序如下:

  1. 括号内的部分先运算;
  2. 两种运算并列时,& 运算优先于 | 运算;
  3. 同种运算并列时,从左向右运算。

例如:

  • 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,对逻辑表达式的计算可以采用一种短路策略:

  • 在形如 a&b 的逻辑表达式中,先计算 a 部分的值。如果 a = 0,那么整个逻辑表达式的值一定为 0,无需再计算 b 部分的值。
  • 在形如 a|b 的逻辑表达式中,先计算 a 部分的值。如果 a = 1,那么整个逻辑表达式的值一定为 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,并统计在计算过程中,两种类型的短路各出现了多少次。

需要注意:如果某处短路包含在更外层被短路的部分内,则不被统计。

例如,在表达式 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,因此不应将这里的 0&1 计入一次短路。

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,分别表示计算过程中,形如 a&b 和 a|b 的短路各出现了多少次。

样例 1

输入

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

输出

1
1 2

解释

该逻辑表达式的计算过程如下:

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

各步说明:

  1. 用括号标明计算顺序。
  2. 计算最左侧的 &,发生一次形如 a&b 的短路。
  3. 计算中间的 1|1,发生一次形如 a|b 的短路。
  4. 计算 1|(1&0),发生一次形如 a|b 的短路。其中 1&0 不再计算。
  5. 计算 0|1,得到最终结果 1。

因此,& 短路出现 1 次,| 短路出现 2 次。

样例 2

输入

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

输出

0
2 3

样例 3

见选手目录下的 expr/expr3.in 与 expr/expr3.ans。

样例 4

见选手目录下的 expr/expr4.in 与 expr/expr4.ans。

数据范围

设 |s| 为字符串 s 的长度。

对于所有测试数据,保证:

  • 1 ≤ |s| ≤ 10⁶;
  • s 中仅含有字符 0、1、&、|、(、);
  • s 是一个符合规范的逻辑表达式;
  • 输入字符串的开头、中间和结尾均无额外的空格;
  • s 中没有重复的括号嵌套,即没有形如 ((a)) 的子串,其中 a 是符合规范的逻辑表达式。
测试点编号 字符串长度 ≤ 特殊性质
1、2 3 无
3、4 5
5 2000 1
6 2
7 3
8~10 无
11、12 10⁶ 1
13、14 2
15~17 3
18~20 无

特殊性质 1: 保证 s 中没有字符 &。

特殊性质 2: 保证 s 中没有字符 |。

特殊性质 3: 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。