如何用代码表示组合电路

Question

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

现在，我用以下方式表示组合电路：
（我还添加了平等性测试）

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)
        )

我在代码中的表示对我来说似乎非常费力，所以我正在寻找更好的方法来实现这一点。我已经搜索了这方面的最佳实践，但没有找到任何东西

Answer 1

您可以通过只存储入站门引用来避免门类中的冗余，但这会使代码的其余部分实现起来更加复杂。我相信冗余和易用性的权衡应该有利于易用性

我不知道如何实现门之间的连接，但如果在self.incoming_gates/self.outing_gates中保存对象引用，则可能仅基于传入链接定义它们，并使用self自动更新源的传出_gate列表（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和{a2}讨论更一般的问题

对于快速修改图形的拓扑，以及进行（合并门等）操作，像您这样的邻接列表通常很有用

总的来说，我认为架构的测试是在你真正开始实现它的时候。我怀疑一旦你开始使用它，你会很快熟悉你的设计的好处和坏处，并且能够根据需要调整或构建助手功能