Problem H: CSP-J2022 T3:逻辑表达式(expr)
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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”。
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
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
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。
Constraints
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)。
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 `)`。
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 |
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 `)`。
Sample 1 Input
0&(1|0)|(1|1|1&0)
Sample 1 Output
1
1 2
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
Sample 2 Input
(0|1&0|1|1|(1|1))&(0&1&(1|0)|0|1|0)&0
Sample 2 Output
0
2 3