如何在代码中表示组合电路

Question

我正在编写一个 python 程序，它在组合电路上执行一些操作，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：
（我还添加了相等性测试）

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)
        )

我在代码中的表现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。我搜索了这方面的最佳实践，但没有找到任何东西。

Answer 1

您可以通过仅存储入站门引用来避免门 class 中的冗余，但这会使其余代码的实现更加复杂。我认为冗余与易用性的权衡应该有利于易用性。

我不知道你是如何实现门之间的连接的，但是如果你在 self.incoming_gates / self.outgoing_gates 中持有对象引用，你可能可以仅根据传入链接来定义它们并更新源的 outgoing_gate 列表自动带有 self （可能在构造函数本身中）

Answer 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 and here's a Whosebug 谈论更普遍的问题。

为了快速修改图的拓扑结构，以及执行（合并门等）像您这样的邻接表通常很有用。

总的来说，我认为对架构的测试是在你真正开始实施它的时候——我怀疑一旦你开始使用它，你会很快非常熟悉你的设计的好处和坏处，并能够根据需要调整或构建辅助函数。

如何在代码中表示组合电路

How to represent combinational circuits in code

python

circuit