PTA7~8次大作业总结

目录

• 前言
• 设计与分析
  • PTA第七次作业
  • PTA第八次作业
• 踩坑心得
• 总结

前言

 第七到八次大作业已经完成，对第七和第八次大作业里所学进行一个总结，从多方面来分析这两次作业之间的联系和差异，并从中了解自己的不足与缺点。
第七次作业添加了互斥开关和窗帘，窗帘还好，只是一个简单的电路的受控设备，只需要在电路里计算整个电路的电压，但互斥开关卡了我很久很久，因为我的输入问题，在添加受控设备和控制设备及电路设备时，不是先创建电路设备，然后将控制或受控设备添加进去，导致我在创建互斥开关对象时，需要创建相同的一个对象2~4次。这就导致了最后代码变得非常的混乱和复杂，并且有些地方的代码是用来凑答案的。例如算电阻时，单独用了一个if来判断互斥开关的电压，如果是互斥开关，则将电阻除以二。但在电路中有些地方会出现BUG。导致最后我的分数只有97，有一个点过不去。
第八次大作业是最难的一次，添加了很多的东西，因为前几次的迭代中的混乱的思路，导致我的代码需要对输入和输出进行大改，直接删除了600行，新的输入和输出能够很好的对前一次的互斥开关和这一次的二极管创建对象，从先创建控制和受控设备改为了先创建电路设备，然后往里面添加新创建的控制和受控设备，这样子互斥开关和二极管就只和有一个对象，代码的简洁程度也大大提高。此外，本次添加的短路测试没有多难，但这次新增的设备输出里，输出设备两端的电势以及输出电路电流是否超过设备的额定电流，这两个在我大改了我的输入及输出后，还是需要递归函数来运行，但我的电路设备中，串联和并联是两个单独的类，所以在这一次作业中，我新定义了一个抽象的电路类继承设备类，里面有设置设备电压和电流的抽象方法，再让并联类和串联类继承电路类，这样子代码的简洁性和复用性就更高了。写了我7天，最后也只得了82分，剩下的18分有4分是窗帘中，窗帘的电压小于50V时，窗帘的打开程度应该是0%，但我在方法中写的是100%，这里犯了点小错。还有就是当整个并联都短路时，不应该看成断路，而应该看成通路，且对电路里的设备正常分压和分流。

设计与分析

PTA第七次作业

7-7 家居强电电路模拟程序-3
分数 70
作者 蔡轲
单位 南昌航空大学
智能家居是在当下家庭中越来越流行的一种配置方案，它通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能。请根据如下要去设计一个智能家居强电电路模拟系统。以下题目介绍中加粗的部分为本次迭代在“家居强电电路模拟程序-2”的基础上增加的功能要求。
1、控制设备
本题模拟的控制设备包括：开关、分档调速器、连续调速器、互斥开关。
开关：包括0和1两种状态。
开关有两个引脚，任意一个引脚都可以是输入引脚（接往电源端），而另一个则是输出引脚（接网接地端）。开关状态为0时，无论输入电位是多少，输出引脚电位为0。当开关状态为1时，输出引脚电位等于输入电位。
互斥开关：
互斥开关有3个引脚：1个是汇总引脚，另两个是分支引脚。
开关电路示意图如图1所示，左边是汇总引脚，编号为1；右边两个是分支引脚，右上的输出引脚为2，右下输出引脚为3。图中1、2、3引脚均可以是输入引脚，当1为输入引脚时，2、3引脚为输出引脚；1为输出引脚时，2、3引脚为输入引脚。
互斥开关只有两种状态：开关接往上面的2号引脚、接往下面的3号引脚。开关每次只能接通其中一个分支引脚，而另一个分支引脚处于断开状态。
互斥开关的默认状态为1、2引脚接通，1、3引脚断开。
图1中所示的互斥开关可以反过来接入电路，即汇总引脚接往接地端，两个分支引脚接往电源端。
图1 互斥开关
为避免短路，互斥开关设置了限流电阻，12引脚之间默认电阻为5，13引脚之间默认电阻为10。
分档调速器
按档位调整，常见的有3档、4档、5档调速器，档位值从0档-2（3/4）档变化。本次迭代模拟4档调速器，每个档位的输出电位分别为0、0.3、0.6、0.9倍的输入电压。
连续调速器
没有固定档位，按位置比例得到档位参数，数值范围在[0.00-1.00]之间，含两位小数。输出电位为档位参数乘以输入电压。
所有调速器都有两个引脚，一个固定的输入（引脚编号为1）、一个输出引脚（引脚编号为2）。当输入电位为0时，输出引脚输出的电位固定为0，不受各类开关调节的影响。
开关、调速器的初始状态/档位为0。
调速器的输入引脚编号为1，输出引脚编号为2。
除互斥开关外，其他控制设备的电阻为 0。
2、受控设备
本题模拟的受控设备包括：灯、风扇。两种设备都有两根引脚，通过两根引脚电压的电压差驱动设备工作。
灯有两种工作状态：亮、灭。在亮的状态下，有的灯会因引脚电位差的不同亮度会有区别。
风扇在接电后有两种工作状态：停止、转动。风扇的转速会因引脚间电位差的不同而有区别。
本次迭代模拟两种灯具。
白炽灯：
亮度在0~200lux（流明）之间。
电位差为0-9V时亮度为0,其他电位差按比例，电位差10V对应50ux，220V对应200lux，其他电位差与对应亮度值成正比。白炽灯超过220V。
日光灯：
亮度为180lux。
只有两种状态，电位差为0时，亮度为0，电位差不为0，亮度为180。
本次迭代模拟两种风扇。
吊扇：
工作电压区间为80V-150V，对应转速区间为80-360转/分钟。80V对应转速为80转/分钟，150V对应转速为360转/分钟，超过150V转速为360转/分钟（本次迭代暂不考虑电压超标的异常情况）。其他电压值与转速成正比，输入输出电位差小于80V时转速为0。
落地扇：
工作电压区间为 80V-150V，对应转速区间为 80-360 转/分钟；[80V,100V) 对应转速为 80 转/分钟；[100,120)V 对应转速为 160 转/分钟；[120,140)V 对应转速为 260 转/分钟；大于等于 140V 转速 为 360 转/分钟（本次迭代暂不考虑电压超标的异常情况）。
本次迭代模拟一种受控窗帘：
受控窗帘的电路符号为S，其最低工作电压为50V，电压达到或超过50V，窗帘即可正常工作，不考虑室外光照强度和室内空间大小等因素，窗帘受室内灯光的光照强度控制。
当电路中所有灯光的光照强度总和在[0,50)lux范围内，窗帘全开；
在[50,100)lux范围内，窗帘打开比例为0.8；
在[100,200)lux范围内，窗帘打开比例为0.6；
在[200,300)lux范围内，窗帘打开比例为0.4；
在[300,400)lux范围内，窗帘打开比例为0.2；
在400lux及以上范围内，窗帘关闭。
当电压低于50V，窗帘不工作，默认为全开状态。
如果电路中没有灯或者灯全部关闭，光照强度为0，窗帘处于全开状态。
受控设备电阻：白炽灯的电阻为 10，日光灯的电阻为 5，吊扇的电阻为 20，落地扇的电阻为 20，窗帘电阻为15。
3、输入信息
1）输入设备信息
分别用设备标识符K、F、L、B、R、D、A、H、S分别表示开关、分档调速器、连续调速器、白炽灯、日光灯、吊扇、落地扇、互斥开关、受控窗帘。
设备标识用标识符+编号表示，如K1、F3、L2等。
引格式：设备标识-引脚编号，例如：K1-1标识编号为1的开关的输入引脚。
开关、分档调速器、连续调速器的输入引脚编号为1，输出引脚编号为2。
受控设备的两个引脚编号分别为1、2。
互斥开关的引脚编号已经在互斥开关的介绍部分说明。
约束条件：
不同设备的编号可以相同。
同种设备的编号可以不连续。
设备信息不单独输入，包含在连接信息中。
2）输入连接信息
一条连接信息占一行，用[]表示一组连接在一起的设备引脚，引脚与引脚之间用英文空格" "分隔。
格式："["+引脚号+" "+引脚号+"]"
例如：[K1-1 K3-2]表示K1的1引脚，K3的2引脚连接在一起。
约束条件：
不考虑调速器串联到其他调速器的情况。
考虑各类设备的并联接入。例如，K1 的输出接到 L2 的输入，L2 的输出再接其他设备属于串联接线。K1 的输出接到 L2 的输出，同时 K1 的输入接到 L2 的输入，这种情况属于并联。
本次迭代的连接信息不单独输入，包含在线路信息中。
3）输入控制设备调节信息
开关、互斥开关调节信息格式：
/#+设备标识K+设备编号，例如：#K2，代表切换K2开关的状态。
/#+设备标识H+设备编号，例如：#H2，代表切换H2互斥开关的状态。
分档调速器的调节信息格式：
/#+设备标识F+设备编号+"+" 代表加一档，例如：#F3+，代表F3输出加一档。
/#+设备标识F+设备编号+"-" 代表减一档，例如：#F1-，代表F1输出减一档。
连续调速器的调节信息格式：
/#+设备标识L+设备编号+":" +数值 代表将连续调速器的档位设置到对应数值，例如：#L3:0.6，代表L3输出档位参数0.6。
4）电源接地标识：
VCC，电压220V，GND，电压0V。没有接线的引脚默认接地，电压为0V。
5）输入串联电路信息
一条串联电路占一行，串联电路由按从靠电源端到接地端顺序依次输入的 n 个连接 信息组成，连接信息之间用英文空格" "分隔。
串联电路信息格式：
"#T"+电路编号+":"+连接信息+" "+连接信息+...+" "+连接信息
例如：#T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT] 一个串联电路的第一个引脚是 IN，代表起始端，靠电源。最后一个引脚是 OUT，代表结尾端， 靠接地。
约条件：
不同的串联电路信息编号不同。
输入的最后一条电路信息必定是总电路信息，总电路信息的起始引脚是 VCC，结束引脚是 GND。
连接信息中的引脚可能是一条串联或并联电路的 IN 或者 OUT。例如：
/#T1:[IN K1-1] [K1-2 T2-IN] [T2-OUT OUT]
/#T1:[IN K1-1] [K1-2 T2-IN] [T2-OUT M2-IN] [M2-OUT OUT]
6）输入并联电路信息
一条并联电路占一行，并联电路由其包含的几条串联电路组成，串联电路标识之间用英文空格" "分隔。
格式：
"#M"+电路编号+":"+”[”+串联电路信息+" "+....+" "+串联电路信息+”]”
例如：#M1:[T1 T2 T3]
该例声明了一个并联电路，由 T1、T2、T3 三条串联电路并联而成，三条串联电路的 IN 短 接在一起构成 M1 的 IN，三条串联电路的 OUT 短接在一起构成 M1 的 OUT。
约束条件：
本次迭代不考虑并联电路中包含并联电路的情况。
本题不考虑输入电压或电压差超过220V的情况。
输入信息以end为结束标志，忽略end之后的输入信息。
本题中的并联信息所包含的串联电路的信息都在并联信息之前输入，不考虑乱序输入的情况。
只要不因短路而造成无穷大的电流烧坏电路(如电路中的部分短接)，都是合理情况，在测试点的考虑范围之内。会造成无穷大的电流的短路本次迭代不考虑。
本次迭代考虑多个并联电路串联在一起的情况。
本题考虑一条串联电路中包含其他串联电路的情况。例如：
/#T3:[VCC K1-1] [K1-2 T2-IN] [T2-OUT K2-1] [K2-2 T1-IN] [T1-OUT GND]
本例中T1\T2两条串联电路T3的一个部分，本题考虑这种类型的输入。
4、输出信息：
按开关、分档调速器、连续调速器、白炽灯、日光灯、吊扇、互斥开关、受控窗帘的顺序依次输出所有设备的状态或参数。每个设备一行。同类设备按编号顺序从小到大输出。
输出格式：
@设备标识+设备编号+":" +设备参数值（控制开关的档位或状态、灯的亮度、风扇的转速，只输出值，不输出单位）
连续调速器的档位信息保留两位小数，即使小数为0，依然显示两位小数.00。
开关状态为0（打开）时显示turned on，状态为1（合上）时显示closed
如：
@K1:turned on
@B1:190
@L1:0.60
互斥开关显示1、2引脚的接通状态，接通时显示closed，断开时显示turned on。
如：
@H1:turned on
受控窗帘显示窗帘打开的百分比，如：
@S1:8
5、家居电路模拟系列所有题目的默认规则：
1）当计算电压值等数值的过程中，最终结果出现小数时，用截尾规则去掉小数部分，只保留整数部分。为避免精度的误差，所有有可能出现小数的数值用double类型保存并计算，不要作下转型数据类型转换，例如电压、转速、亮度等，只有在最后输出时再把计算结果按截尾规则，舍弃尾数，保留整数输出。
2）所有连接信息按电路从电源到接地的顺序依次输入，不会出现错位的情况。电源VCC一定是第一个连接的第一项，接地GND一定是最后一个连接的后一项。
3）连接信息如果只包含两个引脚，靠电源端的引脚在前，靠接地端的在后。
4）调速器的输入端只会直连VCC，不会接其他设备。整个电路最多只有连接在电源上的一个调速器，且不包含在并联单路中。
6、家居电路模拟系列1-4题目后续迭代设计：
1）电路结构变化：
迭代1：只有一条线路，所有元件串联
迭代2：线路中包含一个并联电路
迭代3：线路中包含多个串联起来的并联电路
迭代4：并联电路之间可能出现包含关系
电路结构变化示意图见图1。
2）计算方式的变化
迭代1只包含1个受控元件，不用计算电流，之后的电路计算要包含电流、电阻等电路参数。
3）电路元件的变化
每次迭代会增加1-2个新的电路元件。
图1：电路结构示意图
设计建议：
1、电路设备类：描述所有电路设备的公共特征。
2、受控设备类、控制设备类：对应受控、控制设备
3、串联电路类：一条由多个电路设备构成的串联电路，也看成是一个独立的电路设备
4、并联电路类：继承电路设备类，也看成是一个独立的电路设备
其他类以及类的属性、方法自行设计
图2：建议设计类图
输入样例1:
在这里给出一组输入。例如：
/#T1:[IN H1-1] [H1-2 D2-1] [D2-2 OUT]
/#T2:[IN H1-1] [H1-3 D1-1] [D1-2 OUT]
/#M1:[T1 T2]
/#T4:[IN K3-1] [K3-2 B2-1] [B2-2 OUT]
/#T5:[IN K1-1] [K1-2 B1-1] [B1-2 OUT]
/#M2:[T4 T5]
/#T3:[VCC K2-1] [K2-2 M1-IN] [M1-OUT M2-IN] [M2-OUT GND]
/#K1
/#K2
end
输出样例1:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:closed
@K2:closed
@K3:turned on
@B1:87
@B2:0
@D1:0
@D2:262
@H1:closed
输入样例2:
在这里给出一组输入。例如：
/#T1:[IN D2-1] [D2-2 H1-2] [H1-1 OUT]
/#T2:[IN D1-1] [D1-2 H1-3] [H1-1 OUT]
/#M1:[T1 T2]
/#T4:[IN K3-1] [K3-2 B2-1] [B2-2 OUT]
/#T5:[IN K1-1] [K1-2 B1-1] [B1-2 OUT]
/#M2:[T4 T5]
/#T3:[VCC K2-1] [K2-2 M1-IN] [M1-OUT M2-IN] [M2-OUT GND]
/#K1
/#K2
end
输出样例2:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:closed
@K2:closed
@K3:turned on
@B1:87
@B2:0
@D1:0
@D2:262
@H1:closed
输入样例3:
在这里给出一组输入。例如：
/#T1:[IN K1-1] [K1-2 B2-1] [B2-2 OUT]
/#T2:[IN K2-1] [K2-2 R1-1] [R1-2 OUT]
/#M1:[T1 T2]
/#T3:[VCC K3-1] [K3-2 M1-IN] [M1-OUT S1-1] [S1-2 GND]
/#K1
/#K2
/#K3
end
输出样例3:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:closed
@K2:closed
@K3:closed
@B2:71
@R1:180
@S1:40%
输入样例4:
在这里给出一组输入。例如：
/#T1:[IN K2-1] [K2-2 D2-1] [D2-2 OUT]
/#T2:[IN K3-1] [K3-2 D1-1] [D1-2 OUT]
/#T3:[VCC K1-1] [K1-2 T1-IN] [T1-OUT T2-IN] [T2-OUT GND]
/#K1
/#K2
/#K3
end
输出样例4:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:closed
@K2:closed
@K3:closed
@D1:200
@D2:200
输入样例5:
在这里给出一组输入。例如：
/#T3:[VCC B2-1] [B2-2 K1-1] [K1-2 S1-1] [S1-2 H1-1] [H1-2 GND]
/#K1
end
输出样例5:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:closed
@B2:95
@H1:closed
@S1:80%
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import java.util.Scanner;
import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Iterator;
import java.util.Collections;
import java.util.*;public class Main{public static void main(String[] args){LinkedList<String> eidlist = new LinkedList<>();LinkedList<String> neweidlist = new LinkedList<>();LinkedList<String> connectlist = new LinkedList<>();LinkedHashMap<String,Equipment> emap = new LinkedHashMap<>();LinkedList<String> controllist = new LinkedList<>();LinkedList<Parallel> binglist = new LinkedList<>();LinkedList<Series> chuanlist = new LinkedList<>();Scanner in = new Scanner(System.in);//输入while(true){LinkedList<String> elist = new LinkedList<>();String newin=in.nextLine();if(newin.equals("end"))break;if(newin.startsWith("#T")){Pattern pat = Pattern.compile("#(T\\d+):(.*)");Matcher mat = pat.matcher(newin);mat.find();String sname = mat.group(1);eidlist.add(sname);
//System.out.println(sname);Equipment s = new Series(sname);Pattern pat1 = Pattern.compile("(\\w+)-(\\w+)");Matcher mat1 = pat1.matcher(newin);while(mat1.find()){connectlist.add(mat1.group(0));String id = mat1.group(1);
//System.out.println(id);if(id.startsWith("H")){elist.add(mat1.group(0));eidlist.add(mat1.group(0));((Series)s).selist.add(mat1.group(0));continue;}elist.add(id);eidlist.add(id);((Series)s).selist.add(id);}emap.put(sname,s);chuanlist.add((Series)s);}else if(newin.startsWith("#M")){Pattern pat = Pattern.compile("#(M\\d+):(.*)");Matcher mat = pat.matcher(newin);mat.find();String pname = mat.group(1);eidlist.add(pname);Equipment p = new Parallel(pname);int index = newin.indexOf(":");String str1 = newin.substring(index+1,newin.length()-1);String ps = str1.replaceAll("[\\[\\]]","");String[] pa = ps.split("\\s+");for(int i=0;i<pa.length;i++){((Parallel)p).pelist.add(pa[i]);}emap.put(pname,p);binglist.add((Parallel)p);}else if(newin.startsWith("#K")||newin.startsWith("#L")||newin.startsWith("#F")||newin.startsWith("#H")){controllist.add(newin);}}Iterator<String> it=eidlist.iterator();while (it.hasNext()){String str=it.next();if (!neweidlist.contains(str)){neweidlist.add(str);
//System.out.println(str);}}for(int i=0;i<chuanlist.size();i++){LinkedList<String> neweidlist1=new LinkedList<>();Iterator<String> it1=chuanlist.get(i).selist.iterator();while (it1.hasNext()){String str=it1.next();if (!neweidlist1.contains(str)){neweidlist1.add(str);//System.out.println(str);}}chuanlist.get(i).selist=neweidlist1;}for(int i=0;i<binglist.size();i++){LinkedList<String> neweidlist2=new LinkedList<>();Iterator<String> it2=binglist.get(i).pelist.iterator();while (it2.hasNext()){String str=it2.next();if (!neweidlist2.contains(str)){neweidlist2.add(str);
//System.out.println(str);}}binglist.get(i).pelist=neweidlist2;}for(String eid:neweidlist){if(eid.matches("K\\d+")){Switch ek = new Switch(eid);emap.put(eid,ek);}else if(eid.matches("F\\d+")){Equipment ef = new Devide(eid);emap.put(eid,ef);}else if(eid.matches("L\\d+")){Equipment el = new Continue(eid);emap.put(eid,el);}else if(eid.matches("B\\d+")){Equipment eb = new Bright(eid);emap.put(eid,eb);}else if(eid.matches("R\\d+")){Equipment er = new Sun(eid);emap.put(eid,er);}else if(eid.matches("D\\d+")){Equipment ed = new Fan(eid);emap.put(eid,ed);}else if(eid.matches("A\\d+")){Equipment ea = new AFan(eid);emap.put(eid,ea);}else if(eid.matches("H\\d+-\\d+")){Equipment eh = new Hswitch(eid);emap.put(eid,eh);}else if(eid.matches("S\\d+")){Equipment es = new S(eid);emap.put(eid,es);}}for(String cin:controllist){if(cin.startsWith("#K")){String k=cin.substring(1);if(emap.containsKey(k)){((Switch)emap.get(k)).changestate();}}else if(cin.startsWith("#F")){String f=cin.substring(1);int index1 = f.indexOf("F");int index2 = f.indexOf("+");int index3 = f.indexOf("-");if(index2>0){String f1 = f.substring(index1,index2);if(emap.containsKey(f1)){((Devide)emap.get(f1)).speedlevel++;}}else if(index3>0){String f2 = f.substring(index1,index3);if(emap.containsKey(f2)){((Devide)emap.get(f2)).speedlevel--;}}}else if(cin.startsWith("#L")){String l=cin.substring(1);String l1[] = l.split(":");if(emap.containsKey(l1[0])){((Continue)emap.get(l1[0])).setparameter(Double.parseDouble(l1[1]));}}else if(cin.startsWith("#H")){String h = cin.substring(1);for(String key:emap.keySet()){Pattern pat = Pattern.compile("(H\\d+)-(\\d+)");Matcher mat = pat.matcher(key);if(mat.find()) {String a = mat.group(1);if (a.equals(h)) {((Hswitch) emap.get(key)).change();}}}}}for(String eid:neweidlist){
//if(eid.matches("T\\d+")){for(String id:((Series)(emap.get(eid))).selist){if(emap.containsKey(id)){((Series)emap.get(eid)).semap.put(id,emap.get(id));}}}if(eid.matches("M\\d+")){for(String id:((Parallel)emap.get(eid)).pelist){if(emap.containsKey(id)){((Parallel)emap.get(eid)).pemap.put(id,emap.get(id));}}}}for(int i=0;i<chuanlist.size();i++){chuanlist.get(i).changestate();}for(String eid:neweidlist){
//System.out.println(eid);if(eid.matches("T\\d+")){for(String id:((Series)(emap.get(eid))).selist){if(emap.containsKey(id)&&!emap.get(id).type.equals("H")){emap.get(eid).resistance+=emap.get(id).resistance;
//System.out.println(id+emap.get(id).resistance);}else{((Hswitch)emap.get(id)).changer();
//System.out.println(id+emap.get(id).resistance);emap.get(eid).resistance+=emap.get(id).resistance/2;}}}if(eid.matches("M\\d+")){((Parallel)emap.get(eid)).changer();}}//输出LinkedList<Equipment> elist = new LinkedList(emap.values());//设备inv变动//System.out.println(elist.size());double inv=220.01;Equipment e =chuanlist.get(chuanlist.size()-1);for(String id:((Series)e).semap.keySet()){
//System.out.println(id);Equipment newe = ((Series)e).semap.get(id);if(newe.type.equals("K")){inv=((Switch)newe).changeoutv(inv);}else if(newe.type.equals("F"))inv=((Devide)newe).changeoutv(inv);else if(newe.type.equals("L"))inv=((Continue)newe).changeoutv(inv);}//System.out.println(inv);if(((Series)e).state!=1){for(String id:((Series)e).semap.keySet()){//System.out.println(id);Equipment newe = ((Series)e).semap.get(id);//System.out.println(newe.type);double r;if(newe.type.equals("B")){r=10;((Bright)newe).setlight(inv*r/((Series)e).resistance);}else if(newe.type.equals("R")){r=5;((Sun)newe).setlight(inv*r/((Series)e).resistance);}else if(newe.type.equals("D")){r=20;((Fan)newe).setrotate(inv*r/ e.resistance);//System.out.println(((Fan)newe).rotate);}else if(newe.type.equals("A")){r=20;((AFan)newe).setrotate(inv*r/ e.resistance);}else if(newe.type.equals("P")){newe.inv=inv* ((Series)e).semap.get(id).resistance/ e.resistance;for(String s:((Parallel)newe).pemap.keySet()){Equipment e2 =((Parallel)newe).pemap.get(s);//System.out.println(((Series)e2).state);if(((Series)e2).state==0){for(String key:((Series)e2).semap.keySet()){Equipment newe11=((Series)e2).semap.get(key);double r1;//System.out.println(newe1.type);if(newe11.type.equals("B")){r1=10;((Bright)newe11).setlight(inv*r1/ e2.resistance);}else if(newe11.type.equals("R")){r1=5;((Sun)newe11).setlight(inv*r1/ e2.resistance);}else if(newe11.type.equals("D")){r1=20;((Fan)newe11).setrotate(inv*r1/ e2.resistance);}else if(newe11.type.equals("A")){r1=20;((AFan)newe11).setrotate(inv*r1/ e2.resistance);}else if(newe11.type.equals("S")){r1= newe11.resistance;newe11.inv = inv*r1/ e2.resistance;}else if(newe11.type.equals("P")){newe11.inv=inv* ((Series)e2).semap.get(key).resistance/ e2.resistance;}else if(newe11.type.equals("S1")){r1=15;newe11.inv = inv*r1/ e2.resistance;}else if (newe11.type.equals("H")){newe11.inv=inv* ((Series)e2).semap.get(key).resistance/ e2.resistance;}}}else{for(String key:((Series)e2).semap.keySet()){//System.out.println(id);Equipment newe2 = ((Series)e2).semap.get(key);//System.out.println(newe.type);double r1;if(newe2.type.equals("B")){r1=10;((Bright)newe2).setlight(0);}else if(newe2.type.equals("R")){r1=5;((Sun)newe2).setlight(0);}else if(newe2.type.equals("D")){r1=20;((Fan)newe2).setrotate(0);}else if(newe2.type.equals("A")){r1=20;((AFan)newe2).setrotate(0);}else if(newe2.type.equals("S1")){r1=15;((S)newe2).inv=0;}}}}}else if(newe.type.equals("S1")){r=15;newe.inv=inv* r/ e.resistance;}else if(newe.type.equals("S")){if(((Series)newe).state==0) {newe.inv = inv * ((Series) e).semap.get(id).resistance / e.resistance;}else {newe.inv = 0;}}}for(int j=0;j<chuanlist.size()-1;j++){Series series = chuanlist.get(j);inv = series.inv;if(series.state!=1) {for (String id : series.semap.keySet()) {//System.out.println(id);Equipment newe1 = series.semap.get(id);//System.out.println(newe.type);double r;if (newe1.type.equals("B")) {r = 10;((Bright) newe1).setlight(inv * r / series.resistance);} else if (newe1.type.equals("R")) {r = 5;((Sun) newe1).setlight(inv * r / series.resistance);} else if (newe1.type.equals("D")) {r = 20;((Fan) newe1).setrotate(inv * r / series.resistance);//System.out.println(((Fan)newe).rotate);} else if (newe1.type.equals("A")) {r = 20;((AFan) newe1).setrotate(inv * r / series.resistance);} else if (newe1.type.equals("P")) {newe1.inv = inv * series.semap.get(id).resistance / series.resistance;}else if(newe1.type.equals("S")){newe1.inv = inv*series.semap.get(id).resistance/series.resistance;}else if (newe1.type.equals("S1")) {r = 15;newe1.inv = inv * r / series.resistance;}}}}for(int i = 0;i<binglist.size();i++){inv = binglist.get(i).inv;
//System.out.println(inv);for(String s:binglist.get(i).pemap.keySet()){Equipment e2 =binglist.get(i).pemap.get(s);if(((Series)e2).state==0){for(String id:((Series)e2).semap.keySet()){Equipment newe1=((Series)e2).semap.get(id);double r1;//System.out.println(newe1.type);if(newe1.type.equals("B")){r1=10;((Bright)newe1).setlight(inv*r1/ e2.resistance);}else if(newe1.type.equals("R")){r1=5;((Sun)newe1).setlight(inv*r1/ e2.resistance);}else if(newe1.type.equals("D")){r1=20;((Fan)newe1).setrotate(inv*r1/ e2.resistance);}else if(newe1.type.equals("A")){r1=20;((AFan)newe1).setrotate(inv*r1/ e2.resistance);}else if(newe1.type.equals("S")){r1= newe1.resistance;newe1.inv = inv*r1/ e2.resistance;}else if(newe1.type.equals("P")){newe1.inv=inv* ((Series)e2).semap.get(id).resistance/ e2.resistance;}else if(newe1.type.equals("S1")){r1=15;newe1.inv = inv*r1/ e2.resistance;}else if (newe1.type.equals("H")){newe1.inv=inv* ((Series)e2).semap.get(id).resistance/ e2.resistance;}}}else{for(String id:((Series)e2).semap.keySet()){//System.out.println(id);Equipment newe = ((Series)e2).semap.get(id);//System.out.println(newe.type);double r;if(newe.type.equals("B")){r=10;((Bright)newe).setlight(0);}else if(newe.type.equals("R")){r=5;((Sun)newe).setlight(0);}else if(newe.type.equals("D")){r=20;((Fan)newe).setrotate(0);}else if(newe.type.equals("A")){r=20;((AFan)newe).setrotate(0);}// else if(newe.type.equals("P"))// {//     ((Parallel)newe).inv=0;// }}}}}}else{for(String id:((Series)e).semap.keySet()){//System.out.println(id);Equipment newe = ((Series)e).semap.get(id);//System.out.println(newe.type);double r;if(newe.type.equals("B")){r=10;((Bright)newe).setlight(0);}else if(newe.type.equals("R")){r=5;((Sun)newe).setlight(0);}else if(newe.type.equals("D")){r=20;((Fan)newe).setrotate(0);//System.out.println(((Fan)newe).rotate);}else if(newe.type.equals("A")){r=20;((AFan)newe).setrotate(0);}else if(newe.type.equals("P")){newe.inv=0;for(String s:((Parallel)newe).pemap.keySet()){Equipment e2 =((Parallel)newe).pemap.get(s);//System.out.println(((Series)e2).state);if(((Series)e2).state==0){for(String key:((Series)e2).semap.keySet()){Equipment newe11=((Series)e2).semap.get(key);double r1;//System.out.println(newe1.type);if(newe11.type.equals("B")){r1=10;((Bright)newe11).setlight(0);}else if(newe11.type.equals("R")){r1=5;((Sun)newe11).setlight(0);}else if(newe11.type.equals("D")){r1=20;((Fan)newe11).setrotate(0);}else if(newe11.type.equals("A")){r1=20;((AFan)newe11).setrotate(0);}else if(newe11.type.equals("S")){r1= newe11.resistance;newe11.inv = 0;}else if(newe11.type.equals("P")){newe11.inv=0;}else if(newe11.type.equals("S1")){r1=15;newe11.inv = 0;}else if (newe11.type.equals("H")){newe11.inv=0;}}}else{for(String key:((Series)e2).semap.keySet()){//System.out.println(id);Equipment newe2 = ((Series)e2).semap.get(key);//System.out.println(newe.type);double r1;if(newe2.type.equals("B")){r1=10;((Bright)newe2).setlight(0);}else if(newe2.type.equals("R")){r1=5;((Sun)newe2).setlight(0);}else if(newe2.type.equals("D")){r1=20;((Fan)newe2).setrotate(0);}else if(newe2.type.equals("A")){r1=20;((AFan)newe2).setrotate(0);}else if(newe2.type.equals("S1")){r1=15;((S)newe2).inv=0;}}}}}else if(newe.type.equals("S1")){r=15;newe.inv=0;}else if(newe.type.equals("S")){if(((Series)newe).state==0) {newe.inv = 0;}else {newe.inv = 0;}}}for(int j=0;j<chuanlist.size()-1;j++){Series series = chuanlist.get(j);inv = series.inv;if(series.state!=1) {for (String id : series.semap.keySet()) {//System.out.println(id);Equipment newe1 = series.semap.get(id);//System.out.println(newe.type);double r;if (newe1.type.equals("B")) {r = 10;((Bright) newe1).setlight(0);} else if (newe1.type.equals("R")) {r = 5;((Sun) newe1).setlight(0);} else if (newe1.type.equals("D")) {r = 20;((Fan) newe1).setrotate(0);//System.out.println(((Fan)newe).rotate);} else if (newe1.type.equals("A")) {r = 20;((AFan) newe1).setrotate(0);} else if (newe1.type.equals("P")) {newe1.inv = 0;}else if(newe1.type.equals("S")){newe1.inv = 0;}else if (newe1.type.equals("S1")) {r = 15;newe1.inv = 0;}}}}for(int i = 0;i<binglist.size();i++){inv = binglist.get(i).inv;
//System.out.println(inv);for(String s:binglist.get(i).pemap.keySet()){Equipment e2 =binglist.get(i).pemap.get(s);if(((Series)e2).state==0){for(String id:((Series)e2).semap.keySet()){Equipment newe1=((Series)e2).semap.get(id);double r1;//System.out.println(newe1.type);if(newe1.type.equals("B")){r1=10;((Bright)newe1).setlight(0);}else if(newe1.type.equals("R")){r1=5;((Sun)newe1).setlight(0);}else if(newe1.type.equals("D")){r1=20;((Fan)newe1).setrotate(0);}else if(newe1.type.equals("A")){r1=20;((AFan)newe1).setrotate(0);}else if(newe1.type.equals("S")){r1= newe1.resistance;newe1.inv = 0;}else if(newe1.type.equals("P")){newe1.inv=0;}else if(newe1.type.equals("S1")){r1=15;newe1.inv = 0;}else if (newe1.type.equals("H")){newe1.inv=0;}}}else{for(String id:((Series)e2).semap.keySet()){//System.out.println(id);Equipment newe = ((Series)e2).semap.get(id);//System.out.println(newe.type);double r;if(newe.type.equals("B")){r=10;((Bright)newe).setlight(0);}else if(newe.type.equals("R")){r=5;((Sun)newe).setlight(0);}else if(newe.type.equals("D")){r=20;((Fan)newe).setrotate(0);}else if(newe.type.equals("A")){r=20;((AFan)newe).setrotate(0);}// else if(newe.type.equals("P"))// {//     ((Parallel)newe).inv=0;// }}}}}}double light=0;for(int i=0;i<chuanlist.size();i++){Series series = chuanlist.get(i);for(String str:series.semap.keySet()){if(str.startsWith("B")){light+=((Bright)series.semap.get(str)).light;}else if(str.startsWith("R")){light+=((Sun)series.semap.get(str)).light;}}}for(int i=0;i<chuanlist.size();i++){Series series = chuanlist.get(i);for(String str:series.semap.keySet()){if(str.startsWith("S")){((S)series.semap.get(str)).changeopenness(light);}}}Collections.sort(elist,new comparator());ArrayList<String> a = new ArrayList<>();for(Equipment e1:elist){if(!e1.type.equals("H"))e1.display(e1);else{Pattern pat = Pattern.compile("(\\w+)-(\\w+)");Matcher mat = pat.matcher(e1.id);mat.find();String nid = mat.group(1);if(!a.contains(nid)) {a.add(nid);System.out.println("@"+nid+":"+((Hswitch)e1).state);}}}}
}
class Equipment{String type;String id;double resistance=0;double inv;double outv;public Equipment(){}public Equipment(String type,String id){this.type=type;this.id=id;}public void display(Equipment e){if(type.equals("K")){if(((Switch)e).state==0)System.out.println( "@"+id+":turned on");else if(((Switch)e).state==1)System.out.println ("@"+id+":closed");}else if(type.equals("F")){System.out.println ("@"+id+":"+ ((Devide)e).speedlevel);}else if(type.equals("L")){System.out.println ("@"+id+":"+String.format("%.2f",((Continue)e).parameter));}else if(type.equals("B")){System.out.println ("@"+id+":"+(int)Math.floor(((Bright)e).light));}else if(type.equals("R")){System.out.println ("@"+id+":"+(int)Math.floor(((Sun)e).light));}else if(type.equals("D")){System.out.println ("@"+id+":"+(int)Math.floor(((Fan)e).rotate));}else if(type.equals("A")){System.out.println ("@"+id+":"+(int)Math.floor(((AFan)e).rotate));}else if(type.equals("S1")){System.out.println ("@"+id+":"+((S)e).openness);}}
}
class Switch extends Equipment{int state;public Switch(){}public Switch(String id){super("K",id);this.state=0;this.resistance=0;}public void changestate(){if(state==0)state=1;elsestate=0;}public double changeoutv(double inv){if(state==0)outv=0;else if(state==1){outv=inv;}return outv;}
}
class Devide extends Equipment{int speedlevel;public Devide(){}public Devide(String id){super("F",id);this.speedlevel=0;this.resistance=0;}public double changeoutv(double inv){if(speedlevel>=0){switch(speedlevel){case 0:outv=inv*0;break;case 1:outv=inv*0.3;break;case 2:outv=inv*0.6;break;case 3:outv=inv*0.9;break;default:outv=inv*0.9;speedlevel=3;break;}}elsespeedlevel=0;return outv;}
}
class Continue extends Equipment{double parameter;public Continue(){}public Continue(String id){super("L",id);this.parameter=0;this.resistance=0;}public void setparameter(double p){this.parameter=p;}public double changeoutv(double inv){if(parameter<0||parameter>1)return 0;else{if(inv==0)outv=0;else{outv=inv*parameter;}}return outv;}
}
class Bright extends Equipment{double light;public Bright(){}public Bright(String id){super("B",id);this.light=0;this.resistance=10;}public void setlight(double inv){//System.out.println(inv);if(inv>=0&&inv<=9)light=0;else if(inv>9&&inv<220){light=5*(inv-10)/7+50;}elselight=200;}
}
class Sun extends Equipment{double light;public Sun(){}public Sun(String id){super("R",id);this.light=0;this.resistance=5;}public void setlight(double inv){if(inv==0)this.light=0;elsethis.light=180;}
}
class Fan extends Equipment{double rotate;public Fan(){}public Fan(String id){super("D",id);this.rotate=0;this.resistance=20;}public void setrotate(double inv){
//System.out.println(inv);if(inv<80)this.rotate=0;else{if(inv>=80&&inv<=150)this.rotate=4.00000000000001*(inv-80)+80;else if(inv>150)this.rotate=360;}
//System.out.println(rotate);}
}
class AFan extends Equipment{double rotate;public AFan(){}public AFan(String id){super("A",id);this.rotate=0;this.resistance=20;}public void setrotate(double inv){
//System.out.println(id+inv);if(inv<80)this.rotate=0;else{if(inv>=80&&inv<=99)this.rotate=80;else if(inv>99&&inv<120)this.rotate=160;else if(inv>=120&&inv<140)this.rotate=260;else if(inv>=140)this.rotate=360;}}
}
class Hswitch extends Equipment{String state;boolean ison2 ;boolean ison3 ;public Hswitch(String id){super("H",id);ison2 = false ;ison3 = true ;}public void change(){ison2 = !ison2;ison3 = !ison3 ;}public void changer(){this.resistance = (ison2?10:5);state = (ison2?"turned on":"closed");}
}
class S extends Equipment{String openness;public S(String id){super("S1",id);this.resistance=15;}public void changeopenness(double light){if(inv<50){openness = "100%";}else if(inv>=50){if(0<=light&&light<50){openness="100%";}if(light>=50&&light<100){openness = "80%";}else if(light>=100&&light<200){openness = "60%";}else if(light>=200&&light<300){openness = "40%";}else if(light>=300&&light<400){openness = "20%";}elseopenness = "0%";}}
}
//series-parallel
//串联
class Series extends Equipment{int state;LinkedList <String> selist = new LinkedList<>();LinkedHashMap <String,Equipment> semap = new LinkedHashMap<>();public Series(String id){super("S",id);this.state=0;}public void changestate() {for (String id : semap.keySet()) {if (id.matches("K\\d+")) {
//System.out.println(((Switch)semap.get(id)).state);if (((Switch) semap.get(id)).state == 0)this.state = 1;}}for(String key:semap.keySet()){if(key.startsWith("H")){if(semap.get(key).id.matches("H\\d+-3")&&((Hswitch)semap.get(key)).ison3)this.state=1;else if(semap.get(key).id.matches("H\\d+-2")&&((Hswitch)semap.get(key)).ison2)this.state=1;}}for(String key : semap.keySet()){if(key.startsWith("T")){if(((Series)semap.get(key)).state==1)this.state=1;}}for(String key : semap.keySet()){if(key.startsWith("T")){if(state==1){((Series)semap.get(key)).state=1;}}}}
}//并联
class Parallel extends Equipment{LinkedList<String>pelist = new LinkedList<>();LinkedHashMap<String,Equipment> pemap = new LinkedHashMap<>();public Parallel(String id){super("P",id);this.resistance=0;}public void changer(){for(String s:pemap.keySet()){
//System.out.println(((Series)pemap.get(s)).state);if(((Series)pemap.get(s)).state==0){this.resistance+=1/pemap.get(s).resistance;
//System.out.println(pemap.get(s).resistance);}}this.resistance=1/this.resistance;//System.out.println(this.resistance);}
}class comparator implements Comparator<Equipment>{private static final List<Character> order = Arrays.asList('K', 'F', 'L', 'B', 'R', 'D','A','H','S');@Overridepublic int compare(Equipment o1, Equipment o2) {String key1 = o1.id;String key2 = o2.id;int order1 = order.indexOf(key1.charAt(0));int order2 = order.indexOf(key2.charAt(0));if (order1 != order2) {return order1 - order2;}else{return key1.compareTo(key2);}}
}

创建对象代码

点击查看代码

for(String eid:neweidlist){if(eid.matches("K\\d+")){Switch ek = new Switch(eid);emap.put(eid,ek);}else if(eid.matches("F\\d+")){Equipment ef = new Devide(eid);emap.put(eid,ef);}else if(eid.matches("L\\d+")){Equipment el = new Continue(eid);emap.put(eid,el);}else if(eid.matches("B\\d+")){Equipment eb = new Bright(eid);emap.put(eid,eb);}else if(eid.matches("R\\d+")){Equipment er = new Sun(eid);emap.put(eid,er);}else if(eid.matches("D\\d+")){Equipment ed = new Fan(eid);emap.put(eid,ed);}else if(eid.matches("A\\d+")){Equipment ea = new AFan(eid);emap.put(eid,ea);}else if(eid.matches("H\\d+-\\d+")){Equipment eh = new Hswitch(eid);emap.put(eid,eh);}else if(eid.matches("S\\d+")){Equipment es = new S(eid);emap.put(eid,es);}}

由这里可知，本次作业在创建对象的代码这里问题很大，导致了下一次迭代花了近两天时间去改代码的思路和整体的结构。对于互斥开关，记录不下来每个引脚在哪一条串联电路上，这对代码的思路产生了很大的影响，导致了整体代码的复杂。例如不好判断到底哪两条含有同一互斥开关的串联电路的哪一条断开，哪一条是通路。

PTA第八次作业

7-1 家居强电电路模拟程序-4
分数 100
作者 蔡轲
单位 南昌航空大学
智能家居是在当下家庭中越来越流行的一种配置方案，它通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能。请根据如下要去设计一个智能家居强电电路模拟系统。以下题目介绍中加粗的部分为本次迭代在“家居强电电路模拟程序-3”的基础上增加的功能要求。
1、控制设备
本题模拟的控制设备包括：开关、分档调速器、连续调速器、互斥开关。
开关：包括0和1两种状态。
开关有两个引脚，任意一个引脚都可以是输入引脚（接往电源端），而另一个则是输出引脚（接网接地端）。开关状态为0时，无论输入电位是多少，输出引脚电位为0。当开关状态为1时，输出引脚电位等于输入电位。
互斥开关：
互斥开关有3个引脚：1个是汇总引脚，另两个是分支引脚。
开关电路示意图如图1所示，左边是汇总引脚，编号为1；右边两个是分支引脚，右上的输出引脚为2，右下输出引脚为3。图中1、2、3引脚均可以是输入引脚，当1为输入引脚时，2、3引脚为输出引脚；1为输出引脚时，2、3引脚为输入引脚。
互斥开关只有两种状态：开关接往上面的2号引脚、接往下面的3号引脚。开关每次只能接通其中一个分支引脚，而另一个分支引脚处于断开状态。
互斥开关的默认状态为1、2引脚接通，1、3引脚断开。
图1中所示的互斥开关可以反过来接入电路，即汇总引脚接往接地端，两个分支引脚接往电源端。
图1 互斥开关
为避免短路，互斥开关设置了限流电阻，1、2引脚之间默认电阻为5，1、3引脚之间默认电阻为10。
分档调速器
按档位调整，常见的有3档、4档、5档调速器，档位值从0档-2（3/4）档变化。本次迭代模拟4档调速器，每个档位的输出电位分别为0、0.3、0.6、0.9倍的输入电压。
连续调速器
没有固定档位，按位置比例得到档位参数，数值范围在[0.00-1.00]之间，含两位小数。输出电位为档位参数乘以输入电压。
所有调速器都有两个引脚，一个固定的输入（引脚编号为1）、一个输出引脚（引脚编号为2）。当输入电位为0时，输出引脚输出的电位固定为0，不受各类开关调节的影响。
开关、调速器的初始状态/档位为0。
开关的两个引脚编号为1、2。
除互斥开关外，其他控制设备的电阻为 0。
2、受控设备
本题模拟的受控设备包括：灯、风扇。两种设备都有两根引脚，通过两根引脚电压的电压差驱动设备工作。
灯有两种工作状态：亮、灭。在亮的状态下，有的灯会因引脚电位差的不同亮度会有区别。
风扇在接电后有两种工作状态：停止、转动。风扇的转速会因引脚间电位差的不同而有区别。
本次迭代模拟两种灯具。
白炽灯：
亮度在0~200lux（流明）之间。
电位差为0-9V时亮度为0,其他电位差按比例，电位差10V对应50ux，220V对应200lux，其他电位差与对应亮度值成正比。白炽灯超过220V。
日光灯：
亮度为180lux。
只有两种状态，电位差为0时，亮度为0，电位差不为0，亮度为180。
本次迭代模拟两种风扇。
吊扇：
工作电压区间为80V-150V，对应转速区间为80-360转/分钟。80V对应转速为80转/分钟，150V对应转速为360转/分钟，超过150V转速为360转/分钟（本次迭代暂不考虑电压超标的异常情况）。其他电压值与转速成正比，输入输出电位差小于80V时转速为0。
落地扇：
工作电压区间为 80V-150V，对应转速区间为 80-360 转/分钟；[80V,100V) 对应转速为 80 转/分钟；[100,120)V 对应转速为 160 转/分钟；[120,140)V 对应转速为 260 转/分钟；大于等于 140V 转速 为 360 转/分钟（本次迭代暂不考虑电压超标的异常情况）。
本次迭代模拟一种受控窗帘：
受控串联的电路符号为S，其最低工作电压为50V，电压达到或超过50V，窗帘即可正常工作，不考虑室外光照强度和室内空间大小等因素，窗帘受室内灯光的光照强度控制。
当电路中所有灯光的光照强度总和在[0,50)lux范围内，窗帘全开；
在[50,100)lux范围内，窗帘打开比例为0.8；
在[100,200)lux范围内，窗帘打开比例为0.6；
在[200,300)lux范围内，窗帘打开比例为0.4；
在[300,400)lux范围内，窗帘打开比例为0.2；
在400lux及以上范围内，窗帘关闭。
当电压低于50V，窗帘不工作，默认为全开状态。
如果电路中没有灯或者灯全部关闭，光照强度为0，窗帘处于全开状态。
受控设备电阻：白炽灯的电阻为 10，日光灯的电阻为 5，吊扇的电阻为 20，落地扇的电阻为 20，窗帘电阻为15。
3、输入信息
1）输入设备信息
分别用设备标识符K、F、L、B、R、D、A、H、S、P分别表示开关、分档调速器、连续调速器、白炽灯、日光灯、吊扇、落地扇、互斥开关、受控窗帘、二极管（见第6部分说明）。
设备标识用标识符+编号表示，如K1、F3、L2等。
引脚格式：
设备标识-引脚编号，例如：K1-1标识编号为1的开关的1号引脚。
开关、分档调速器、连续调速器的两个引脚编号为1、2。
受控设备的两个引脚编号分别为1、2。
互斥开关的引脚编号已经在互斥开关的介绍部分说明。
约束条件：
不同设备的编号可以相同。
设备信息不单独输入，包含在连接信息中。
2）输入连接信息
一条连接信息占一行，用[]表示一组连接在一起的设备引脚，引脚与引脚之间用英文空格" "分隔。
格式：
"["+引脚号+" "+引脚号+"]"
例如：[K1-1 K3-2]表示K1的1号引脚，K3的2号引脚连接在一起。
约束条件：
不考虑调速器串联到其他调速器的情况。
考虑各类设备的并联接入。例如，K1 的输出接到 L2 的输入，L2 的输出再接其他设备属于串联接线。K1 的输出接到 L2 的输出，同时 K1 的输入接到 L2 的输入，这种情况属于并联。
连接信息不单独输入，包含在线路信息中。
3）输入控制设备调节信息
4）电源接地标识：
VCC，电压220V，GND，电压0V。没有接线的引脚默认接地，电压为0V。
5）输入串联电路信息
一条串联电路占一行，串联电路信息由 n 个连接信息组成，连接信息按从靠电源端到接地端顺序依次输入，连接信息之间用英文空格" "分隔。
串联电路信息格式：
"#T"+电路编号+":"+连接信息+" "+连接信息+...+" "+连接信息
例如：#T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT] 一个串联电路的第一个引脚是 IN，代表起始端，靠电源。最后一个引脚是 OUT，代表结尾端， 靠接地。
约束条件：
不同的串联电路信息编号不同。
输入的最后一条电路信息必定是总电路信息，总电路信息的起始引脚是 VCC，结束引脚是 GND。
连接信息中的引脚可能是一条串联或并联电路的 IN 或者 OUT。
6）输入并联电路信息
一条并联电路占一行，并联电路由其包含的几条串联电路组成，串联电路标识之间用英文空格" "分隔。
格式：
"#M"+电路编号+":"+”[”+串联电路信息+" "+....+" "+串联电路信息+”]”
例如：#M1:[T1 T2 T3]
该例声明了一个并联电路，由 T1、T2、T3 三条串联电路并联而成，三条串联电路的 IN 短接在一起构成 M1 的 IN，三条串联电路的 OUT 短接在一起构成 M1 的 OUT。
在本题中，并联电路M中的串联电路可以包含别的并联电路。
约束条件：
本题不考虑输入电压或电压差超过220V的情况。
输入信息以end为结束标志，忽略end之后的输入信息。
本题中的并联信息所包含的串联电路的信息都在并联信息之前输入，不考虑乱序输入的情况。
只要不因短路而造成无穷大的电流烧坏电路(如电路中的部分短接)，都是合理情况。
本次迭代考虑多个并联电路串联在一起的情况。
本题考虑一条串联电路中包含其他串联电路和并联电路的情况。例如：
T3:[VCC K1-1] [K1-2 T2-IN] [T2-OUT K2-1] [K2-2 T1-IN] [T1-OUT GND]
本例中T1\T2两条串联电路是T3的一个部分，本题考虑这种类型的输入。
4、输出信息：
按开关、分档调速器、连续调速器、白炽灯、日光灯、吊扇、互斥开关、受控窗帘、二极管（见第6部分说明）的顺序依次输出所有设备的状态或参数。每个设备一行。同类设备按编号顺序从小到大输出。
输出格式：
@设备标识+设备编号+":" +设备参数值（控制开关的档位或状态、灯的亮度、风扇的转速，只输出值，不输出单位）+" "+设备所有引脚的电压（按编号从小到大顺序依次输出，电压的小数部分直接丢弃，保留整数输出，电压之间用”-”分隔）
说明：
连续调速器的档位信息保留两位小数，即使小数为0，依然显示两位小数.00。
开关状态为0（打开）时显示turned on，状态为1（合上）时显示closed
如：
@K1:turned on 32-15
@B1:190 68-17
@L1:0.60 220-176
互斥开关按1、2引脚的接通状态显示，1，2接通-1，3断开时显示closed，1，3接通-1，2断开时显示turned on。
如：
@H1:turned on
受控窗帘显示窗帘打开的百分比，如：
@S1:80%
5、家居电路模拟系列所有题目的默认规则
1）当计算电压值等数值的过程中，最终结果出现小数时，用截尾规则去掉小数部分，只保留整数部分。为避免精度的误差，所有有可能出现小数的数值用double类型保存并计算，不要作下转型数据类型转换，例如电压、转速、亮度等，只有在最后输出时再把计算结果按截尾规则，舍弃尾数，保留整数输出。
2）所有连接信息按电路从靠电源端到靠接地端的顺序依次输入，不会出现错位的情况。VCC/IN一定是第一个连接的第一项，GND/OUT一定是最后一个连接的后一项。
3）连接信息如果只包含两个引脚，靠电源端的引脚在前，靠接地端的在后。
4）调速器的输入端只会直连VCC，不会接其他设备。整个电路最多只有连接在电源上的一个调速器，且不包含在并联单路中。
5）本系列题目中元件的管脚除了互斥开关的1引脚，其他所有引脚在电路中最多只出现一次。
6、本题新增内容：
1）增加管脚电压的显示
在输出每个电器的状态信息后，再依次输出该电器每个管脚的电压。（格式详见输出信息部分）
2）电流限制
电器在工作时，过大的电流会引起电器过热，从而烧坏电路。本次迭代，每个元器件都有最大电流的设置，当实时电流超过最大电流时，在该电器输出信息的最后加入提示“exceeding current limit error”，与前面的信息之间用英文空格分隔。
例如：@B1:190 68-17 exceeding current limit error
本题各类电器的最大限定电流如下：
开关20、分档调速器18、连续调速器18、白炽灯9、日光灯5、吊扇12、落地扇14、互斥开关20、受控窗帘12、二极管8。
3）短路检测
如果电路出现无穷大的电流造成短路，所有元器件信息不输出，仅输出提示“short circuit error”
4）并联电路中包含并联
本次迭代考虑并联电路中包含并联电路的情况，即构成并联电路的串联电路可以包含别的并联电路。例如如下输入的电路，并联电路M2的其中一条串联电路T4中包含了另一条并联电路M
5）二极管
增加二极管元件，其电路特性为：正向导通，反向截止；其电器符号如图4所示，当电流从左至右流过时，二极管导通”conduction”，电阻为0；电流从右至左流动时，二极管截止”cutoff”，电阻无穷大，相当于开关打开。
图2 二极管符号
二极管的标识符为’P’，左侧管脚编号为1，右侧管脚编号为2。
二极管如果两端电压相等，没有电流流过，分以下两种情况输出：
1、如果两端电压为0，二极管的导通/截止状态由接入方向决定，1号引脚靠近电源则状态为导通，反之为截止。
2、如果两端电压不为0，二极管导通。
7、设计建议
本题包含以下电路图中的所有连接情况：
图3 电路示意图
1、电路设备类：描述所有电路设备的公共特征。
2、受控设备类、控制设备类：对应受控、控制设备
3、串联电路类：一条由多个电路设备构成的串联电路，也看成是一个独立的电路设备
4、并联电路类：继承电路设备类，也看成是一个独立的电路设备
其他类以及类的属性、方法自行设计。
在这里给出一组输入。例如：
输出样例3:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:closed 220-220 exceeding current limit error
@K2:closed 220-220 exceeding current limit error
@K3:closed 220-220
@B1:200 220-0 exceeding current limit error
@D1:0 220-220
@H1:closed 0-0-220
@P2:cutoff 0-220
输入样例4:
end
输出样例4:
在这里给出相应的输出。例如：
short circuit error
输入样例5:
在这里给出一组输入。如果两端电压为0，二极管的导通/截止状态由接入方向决定，1号引脚靠近电源则状态为导通，反之截止。 例如：
输出样例5:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:turned on 0-0
@K2:turned on 0-220
@P1:conduction 0-0
输入样例6:
在这里给出一组输入。如果两端电压为0，二极管的导通/截止状态由接入方向决定，1号引脚靠近电源则状态为导通，反之截止。 例如：
/#T3:[VCC K2-2] [K2-1 P1-2] [P1-1 K1-2] [K1-1 GND]
end
输出样例6:例如：
@K1:turned on 0-0
@K2:turned on 0-220
@P1:cutoff 0-0
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import java.util.Scanner;
import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Collections;
import java.util.*;public class Main{public static void main(String[] args) {LinkedHashMap<String, Equipment> emap = new LinkedHashMap<>();LinkedList<String> controllist = new LinkedList<>();LinkedList<Parallel> binglist = new LinkedList<>();LinkedList<Series> chuanlist = new LinkedList<>();Scanner in = new Scanner(System.in);//输入while (true) {String newin = in.nextLine();if (newin.equals("end"))break;if (newin.startsWith("#T")) {Pattern pat = Pattern.compile("#(T\\d+):(.*)");Matcher mat = pat.matcher(newin);mat.find();String sname = mat.group(1);Equipment s = new Series(sname);Pattern pat1 = Pattern.compile("(\\w+)-(\\w+)");Matcher mat1 = pat1.matcher(newin);while (mat1.find()) {String id = mat1.group(1);String pin = mat1.group(2);Equipment e;if(id.matches("K\\d+")){e = new Switch(id,pin);}else if(id.matches("F\\d+")){e = new Devide(id,pin);}else if(id.matches("L\\d+")){e = new Continue(id,pin);}else if(id.matches("B\\d+"))e = new Bright(id,pin);else if(id.matches("R\\d+"))e = new Sun(id,pin);else if(id.matches("D\\d+"))e = new Fan(id,pin);else if(id.matches("A\\d+"))e = new AFan(id,pin);else if(id.matches("S\\d+"))e = new S(id,pin);else if(id.matches("P\\d+"))e = new P(id,pin);else if(id.matches("H\\d+")){if(!emap.containsKey(id)) {e = new Hswitch(id);if (pin.equals("3")) {((Hswitch) e).s3 = (Series) s;e.isreserve=true;} else if (pin.equals("2")) {((Hswitch) e).s2 = (Series) s;e.isreserve=true;}}else{if (pin.equals("3")) {((Hswitch) emap.get(id)).s3 = (Series) s;} else if (pin.equals("2")) {((Hswitch) emap.get(id)).s2 = (Series) s;}e = emap.get(id);}}else if(id.matches("M\\d+")){if(emap.containsKey(id))e=emap.get(id);elsee=null;}else if(id.matches("T\\d+")){if(emap.containsKey(id))e=emap.get(id);elsee=null;}elsee=null;if(!((Series) s).emap1.containsKey(id)&&e!=null){((Series) s).emap1.put(id,e);}if(!emap.containsKey(id)&&e!=null)emap.put(id,e);}emap.put(sname, s);chuanlist.add((Series) s);} else if (newin.startsWith("#M")) {Pattern pat = Pattern.compile("#(M\\d+):(.*)");Matcher mat = pat.matcher(newin);mat.find();String pname = mat.group(1);Equipment p = new Parallel(pname);int index = newin.indexOf(":");String str1 = newin.substring(index + 1, newin.length() - 1);String ps = str1.replaceAll("[\\[\\]]", "");String[] pa = ps.split("\\s+");for (int i = 0; i < pa.length; i++) {((Parallel) p).emap1.put(pa[i],emap.get(pa[i]));}emap.put(pname, p);binglist.add((Parallel) p);} else if (newin.startsWith("#K") || newin.startsWith("#L") || newin.startsWith("#F") || newin.startsWith("#H")) {controllist.add(newin);}}for (String cin : controllist) {if (cin.startsWith("#K")) {String k = cin.substring(1);if (emap.containsKey(k)) {((Switch) emap.get(k)).changestate();}} else if (cin.startsWith("#F")) {String f = cin.substring(1);int index1 = f.indexOf("F");int index2 = f.indexOf("+");int index3 = f.indexOf("-");if (index2 > 0) {String f1 = f.substring(index1, index2);if (emap.containsKey(f1)) {((Devide) emap.get(f1)).speedlevel++;}} else if (index3 > 0) {String f2 = f.substring(index1, index3);if (emap.containsKey(f2)) {((Devide) emap.get(f2)).speedlevel--;}}} else if (cin.startsWith("#L")) {String l = cin.substring(1);String l1[] = l.split(":");if (emap.containsKey(l1[0])) {((Continue) emap.get(l1[0])).setparameter(Double.parseDouble(l1[1]));}} else if (cin.startsWith("#H")) {String h = cin.substring(1);((Hswitch) emap.get(h)).change();}}for (int i = 0; i < chuanlist.size(); i++) {if(chuanlist.get(i)==null)continue;chuanlist.get(i).changestate();}for (String eid : emap.keySet()) {if (eid.matches("T\\d+")) {for (String id : ((Series) (emap.get(eid))).emap1.keySet()) {if (emap.get(id) instanceof Hswitch) {((Hswitch) emap.get(id)).changer();}else if(emap.get(id) instanceof Parallel){((Parallel) emap.get(id)).changer();}else if(emap.get(id) instanceof Series){for (String id1 : ((Series) (emap.get(id))).emap1.keySet()) {if (emap.get(id1) instanceof Hswitch) {((Hswitch) emap.get(id1)).changer();}else if(emap.get(id1) instanceof Parallel){((Parallel) emap.get(id1)).changer();}if(!emap.get(id).changestate1(emap.get(eid))) {emap.get(id).resistance=999999999;break;}if (emap.containsKey(id1)) {emap.get(id).resistance += emap.get(id1).resistance;if(emap.get(id).resistance>=999999999){break;}}}}if(!emap.get(eid).changestate1(emap.get(eid))) {emap.get(eid).resistance=999999999;break;}if (emap.containsKey(id)) {emap.get(eid).resistance += emap.get(id).resistance;if(emap.get(eid).resistance>=999999999){break;}}}}else if (eid.matches("M\\d+")) {((Parallel) emap.get(eid)).changer();}}//输出LinkedList<Equipment> elist = new LinkedList(emap.values());Equipment e = chuanlist.get(chuanlist.size() - 1);double v=220;for(String key:((Series)(e)).emap1.keySet()){Equipment a =  ((Series)(e)).emap1.get(key);if(a instanceof Devide){v=((Devide)a).changeoutv(v);}else if(a instanceof Continue){v=((Continue)a).changeoutv(v);}e.v = v;e.inv=v;break;}((Series)e).changev();((Series)e).changepin();if(Math.abs(e.resistance)>1e-10){e.i =e.v / e.resistance;((Series)e).changei();}for(Equipment ae:elist){if(ae instanceof Bright){((Bright)ae).setlight(ae.v);}else if(ae instanceof Sun){((Sun)ae).setlight(ae.v);}else if(ae instanceof Fan){((Fan)ae).setrotate(ae.v);}else if(ae instanceof AFan){((AFan)ae).setrotate(ae.v);}}double light=0;for(int i=0;i<chuanlist.size();i++){Series series = chuanlist.get(i);for(String str:series.emap1.keySet()){if(str.startsWith("B")){light+=((Bright)series.emap1.get(str)).light;}else if(str.startsWith("R")){light+=((Sun)series.emap1.get(str)).light;}}}for(int i=0;i<chuanlist.size();i++){Series series = chuanlist.get(i);for(String str:series.emap1.keySet()){if(str.startsWith("S")){((S)series.emap1.get(str)).changeopenness(light);}}}Equipment t = elist.getLast();if(t.resistance==0){System.out.println("short circuit error");return;}Collections.sort(elist,new comparator());for(Equipment e1:elist){e1.display(e1);//System.out.println(e1.id+" "+e1.i);}}
}
abstract class Equipment{String type;String id;String pin;double resistance=0;double inv;double outv;double v;double electricity;double i;boolean isreserve = false;public Equipment(){}public Equipment(String type,String id){this.type=type;this.id=id;}public Equipment(String type,String id,String pin){this.type=type;this.id=id;this.pin=pin;}public abstract boolean changestate1(Equipment e);public void changev(circuit s){double allr = s.resistance;double allv = s.v;if(allr==0){v=0;resistance=0;return;}if(allv>=999999999){i=0;v=0;return;}v=resistance*allv/allr;//System.out.println(id+" "+resistance);}public void changelinkpin(Equipment pre, circuit c){double preVolt=0;if(pre instanceof Hswitch){if(pre.isreserve){preVolt = pre.inv;}else{if(((Hswitch) pre).s2==c){preVolt = ((Hswitch) pre).s2v;}else if(((Hswitch) pre).s3==c){preVolt = ((Hswitch) pre).s3v;}}}else preVolt = pre.outv;if(this instanceof Hswitch){if(this.isreserve){if(((Hswitch) this).s2==c){((Hswitch) this).s2v = preVolt;}else if(((Hswitch) this).s3==c){((Hswitch) this).s3v = preVolt;}}else{this.inv = preVolt;}}else this.inv = preVolt;}public void changepin(circuit e){if(changestate1(e)){if (this instanceof Hswitch){boolean isT2=(((Hswitch) this).s2 == e);boolean isT3=(((Hswitch) this).s3 == e);if (isreserve){if (isT2)this.inv = ((Hswitch) this).s2v - v;else if (isT3)this.inv = ((Hswitch) this).s3v - v;}else{if (isT2)((Hswitch) this).s2v = inv - v;else if (isT3)((Hswitch) this).s3v = inv - v;}if(((Hswitch) this).s2v < 0)((Hswitch) this).s2v = 0;if(((Hswitch) this).s3v < 0)((Hswitch) this).s3v = 0;}outv = inv - v;}if (outv < 0)outv = 0;}public void changereserve(){if(pin.equals("2"))isreserve=true;elseisreserve=false;}public void display(Equipment e){if(!(e instanceof Hswitch)&&!(e instanceof Series)&&!(e instanceof Parallel))e.changereserve();if(type.equals("K")){if(e.i>e.electricity) {if (((Switch) e).state == 0) {if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":turned on" + String.format(" %d-%d", ((int) inv), ((int) outv)) + " exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":turned on" + String.format(" %d-%d", ((int) outv), ((int) inv)) + " exceeding current limit error");}else if (((Switch) e).state == 1) {if (!isreserve)System.out.println("@" + id + ":closed" + String.format(" %d-%d", ((int) inv), ((int) outv)) + " exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":closed" + String.format(" %d-%d", ((int) outv), ((int) inv)) + " exceeding current limit error");}}else{if (((Switch) e).state == 0) {if (!isreserve)System.out.println("@" + id + ":turned on" + String.format(" %d-%d", ((int) inv), ((int) outv)));elseSystem.out.println("@" + id + ":turned on" + String.format(" %d-%d", ((int) outv), ((int) inv)));}else if (((Switch) e).state == 1) {if (!isreserve)System.out.println("@" + id + ":closed" + String.format(" %d-%d", ((int) inv), ((int) outv)));elseSystem.out.println("@" + id + ":closed" + String.format(" %d-%d", ((int) outv), ((int) inv)));}}}else if(type.equals("F")){if(e.i>e.electricity) {if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + ((Devide) e).speedlevel+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv))+" exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":" + ((Devide) e).speedlevel+String.format(" %d-%d",((int) outv), ((int) inv))+" exceeding current limit error");}else{if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + ((Devide) e).speedlevel+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv)));elseSystem.out.println("@" + id + ":" + ((Devide) e).speedlevel+String.format(" %d-%d",((int) outv), ((int) inv)));}}else if(type.equals("L")){if(e.i>e.electricity) {if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + String.format("%.2f", ((Continue) e).parameter)+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv))+" exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":" + String.format("%.2f", ((Continue) e).parameter)+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv))+" exceeding current limit error");}else{if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + String.format("%.2f", ((Continue) e).parameter)+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv)));elseSystem.out.println("@" + id + ":" + String.format("%.2f", ((Continue) e).parameter)+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv)));}}else if(type.equals("B")){if(e.i>e.electricity) {if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Bright) e).light)+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv))+" exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Bright) e).light)+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv))+" exceeding current limit error");}else{if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Bright) e).light)+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv)));elseSystem.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Bright) e).light)+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv)));}}else if(type.equals("R")){if(e.i>e.electricity) {if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Sun) e).light)+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv))+" exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Sun) e).light)+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv))+" exceeding current limit error");}else{if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Sun) e).light)+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv)));elseSystem.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Sun) e).light)+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv)));}}else if(type.equals("D")){if(e.i>e.electricity) {if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Fan) e).rotate)+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv))+" exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Fan) e).rotate)+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv))+" exceeding current limit error");}else{if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Fan) e).rotate)+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv)));elseSystem.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((Fan) e).rotate)+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv)));}}else if(type.equals("A")){if(e.i>e.electricity) {if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((AFan) e).rotate)+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv))+" exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((AFan) e).rotate)+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv))+" exceeding current limit error");}else{if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((AFan) e).rotate)+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv)));elseSystem.out.println("@" + id + ":" + (int) Math.floor(((AFan) e).rotate)+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv)));}}else if(type.equals("S1")){if(e.i>e.electricity) {if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + ((S) e).openness+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv))+" exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":" + ((S) e).openness+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv))+" exceeding current limit error");}else{if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + ((S) e).openness+String.format(" %d-%d",((int)inv),((int)outv)));elseSystem.out.println("@" + id + ":" + ((S) e).openness+String.format(" %d-%d",((int)outv),((int)inv)));}}else if(type.equals("P1")){if(e.i>e.electricity){if(((P)e).state==1) {if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + "conduction" + String.format(" %d-%d", ((int) inv), ((int) outv)) + " exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":" + "conduction" + String.format(" %d-%d", ((int) outv), ((int) inv)) + " exceeding current limit error");}else {if(!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + "cutoff" + String.format(" %d-%d", ((int) inv), ((int) outv)) + " exceeding current limit error");elseSystem.out.println("@" + id + ":" + "cutoff" + String.format(" %d-%d", ((int) outv), ((int) inv)) + " exceeding current limit error");}}else{if(((P)e).state==1) {if (!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + "conduction" + String.format(" %d-%d", ((int) inv), ((int) outv)) );elseSystem.out.println("@" + id + ":" + "conduction" + String.format(" %d-%d", ((int) outv), ((int) inv)) );}else {if (!isreserve)System.out.println("@" + id + ":" + "cutoff" + String.format(" %d-%d", ((int) inv), ((int) outv)) );elseSystem.out.println("@" + id + ":" + "cutoff" + String.format(" %d-%d", ((int) outv), ((int) inv)) );}}}else if (e instanceof Hswitch){if (e.i > e.electricity){System.out.println("@" + id + ":" + ((Hswitch) e).state + String.format(" %d-%d-%d", (int)(e.inv), (int)((Hswitch) e).s2v, (int)((Hswitch) e).s3v) + " exceeding current limit error");}else {System.out.println("@" + id + ":" + ((Hswitch) e).state + String.format(" %d-%d-%d", (int)(e.inv), (int)((Hswitch) e).s2v, (int)((Hswitch) e).s3v));}}}protected void R_changelinkpin(Equipment ne, circuit c) {double neVolt=0;if(ne instanceof Hswitch){if(ne.isreserve){if(((Hswitch) ne).s2 == c){neVolt = ((Hswitch) ne).s2v;}else if(((Hswitch) ne).s3 == c){neVolt = ((Hswitch) ne).s3v;}}else{neVolt = ne.inv;}}else neVolt = ne.inv;if(this instanceof Hswitch){if(this.isreserve){this.inv = neVolt;}else{if(((Hswitch) this).s2.id == c.id){((Hswitch) this).s2v = neVolt;}else if(((Hswitch) this).s3.id == c.id){((Hswitch) this).s3v = neVolt;}}}else this.outv = neVolt;}protected void R_changepin(circuit e) {if(changestate1(e)){if(this instanceof Hswitch){boolean isT2=false;boolean isT3=false;if(((Hswitch) this).s2!=null)isT2 = Objects.equals(((Hswitch) this).s2.id, e.id);if(((Hswitch) this).s3!=null)isT3= Objects.equals(((Hswitch) this).s3.id, e.id);if(isreserve){if(isT2)((Hswitch) this).s2v = inv;else if(isT3)((Hswitch) this).s3v = inv;}else{if(isT2)inv = ((Hswitch) this).s2v;else if(isT3)inv = ((Hswitch) this).s3v;}}elseinv = outv;}}
}
class Switch extends Equipment{int state;public Switch(){}public Switch(String id,String pin){super("K",id,pin);this.state=0;this.resistance=0;this.electricity=20;}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {if(state==0)return false;elsereturn true;}public void changestate(){if(state==0)state=1;elsestate=0;}
}
class Devide extends Equipment{int speedlevel;public Devide(){}public Devide(String id,String pin){super("F",id,pin);this.speedlevel=0;this.resistance=0;this.electricity=18;}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {return true;}public double changeoutv(double inv){double v=0;if(speedlevel>=0){switch(speedlevel){case 0:v=inv*0;break;case 1:v=inv*0.3;break;case 2:v=inv*0.6;break;case 3:v=inv*0.9;break;default:v=inv*0.9;speedlevel=3;break;}}elsespeedlevel=0;return v;}
}
class Continue extends Equipment{double parameter;public Continue(){}public Continue(String id,String pin){super("L",id,pin);this.parameter=0;this.resistance=0;}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {return true;}public void setparameter(double p){this.parameter=p;}public double changeoutv(double inv){double v;if(parameter<0||parameter>1)return 0;else{if(inv==0)v=0;else{v=inv*parameter;}}return v;}
}
class Bright extends Equipment{double light;public Bright(){}public Bright(String id,String pin){super("B",id,pin);this.light=0;this.resistance=10.0000000000000001;this.electricity=9;}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {return true;}public void setlight(double inv){//System.out.println(inv);if(inv>=0&&inv<=9)light=0;else if(inv>9&&inv<220){light=5*(inv-10)/7+50;}elselight=200;}
}
class Sun extends Equipment{double light;public Sun(){}public Sun(String id,String pin){super("R",id,pin);this.light=0;this.resistance=5;this.electricity=5;}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {return true;}public void setlight(double v){if(v==0)this.light=0;elsethis.light=180;}
}
class Fan extends Equipment{double rotate;public Fan(){}public Fan(String id,String pin){super("D",id,pin);this.rotate=0;this.resistance=20;this.electricity=12;}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {return true;}public void setrotate(double inv){
//System.out.println(inv);if(inv<80)this.rotate=0;else{if(inv>=80&&inv<=150)this.rotate=4*(inv-80)+80;else if(inv>150)this.rotate=360;}
//System.out.println(rotate);}
}
class AFan extends Equipment{double rotate;public AFan(){}public AFan(String id,String pin){super("A",id,pin);this.rotate=0;this.resistance=20;this.electricity=14;}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {return true;}public void setrotate(double inv){
//System.out.println(id+inv);if(inv<80)this.rotate=0;else{if(inv>=80&&inv<=99)this.rotate=80;else if(inv>99&&inv<120)this.rotate=160;else if(inv>=120&&inv<140)this.rotate=260;else if(inv>=140)this.rotate=360;}}
}
class Hswitch extends Equipment{double s2v=0;double s3v=0;String state = "closed";Series s2=null;Series s3=null;boolean ison2 ;public Hswitch(String id){super("H",id);ison2 = false ;this.electricity=20;}public void change(){ison2 = !ison2;}public void changer(){this.resistance = (ison2?10:5);state = (ison2?"turned on":"closed");}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {if(!(e instanceof circuit)) {return false;}if(!ison2)return (s2==e);elsereturn (s3==e);}
}
class S extends Equipment{String openness;public S(String id,String pin){super("S1",id,pin);this.resistance=15;this.electricity=12;}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {return true;}public void changeopenness(double light){if(inv<50){openness = "100%";}else if(inv>=50){if(0<=light&&light<50){openness="100%";}if(light>=50&&light<100){openness = "80%";}else if(light>=100&&light<200){openness = "60%";}else if(light>=200&&light<300){openness = "40%";}else if(light>=300&&light<400){openness = "20%";}elseopenness = "0%";}}
}
class P extends  Equipment{int state;public P(String id,String pin){super("P1",id,pin);this.electricity=8;this.state=1;this.resistance=0;}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {if(state==1){return true;}else{return false;}}
}
abstract class circuit extends Equipment{int state;LinkedHashMap <String,Equipment> emap1 = new LinkedHashMap<>();LinkedList<Equipment> eList;public circuit(String type,String id){super(type,id);}public void getlist(){eList = new LinkedList<>(this.emap1.values());}public abstract void changev();public abstract void changei();public abstract void changepin();
}
//series-parallel
//串联
class Series extends circuit{public Series(String id){super("S",id);this.state=0;}public void changestate() {for (String id : emap1.keySet()) {if (id.matches("K\\d+")) {
//System.out.println(((Switch)semap.get(id)).state);if (((Switch) emap1.get(id)).state == 0)this.state = 1;}}for(String key:emap1.keySet()){if(key.startsWith("H")){if((!((Hswitch)emap1.get(key)).ison2)&&((Hswitch)emap1.get(key)).s3!=null)((Hswitch)emap1.get(key)).s3.state=1;if(((Hswitch)emap1.get(key)).ison2&&((Hswitch)emap1.get(key)).s2!=null)((Hswitch)emap1.get(key)).s2.state=1;}else if(key.startsWith("P")){if(emap1.get(key).pin.equals("2")){((P)emap1.get(key)).state=0;emap1.get(key).resistance=999999999;}}}for (String id : emap1.keySet()) {if(id.matches("P\\d+")){if(((P) emap1.get(id)).state == 0)this.state = 1;}}for(String key : emap1.keySet()){if(key.startsWith("T")){if(((Series)emap1.get(key)).state==1)this.state=1;}}for(String key : emap1.keySet()){if(key.startsWith("T")){if(state==1){((Series)emap1.get(key)).state=1;}}}}@Overridepublic void changev() {for(String key:emap1.keySet()){emap1.get(key).changev(this);if(emap1.get(key) instanceof circuit)((circuit)emap1.get(key)).changev();}}@Overridepublic void changei() {if(!changestate1(this))return;for(String key:emap1.keySet()){Equipment e = emap1.get(key);//System.out.println(e.id+" "+e.state1);if(e.changestate1(this)) {e.i = i;//System.out.println(e.id+" "+e.i);}if(e instanceof circuit)((circuit) e).changei();}}@Overridepublic void changepin() {getlist();Equipment t = eList.getFirst();if(t instanceof Hswitch && t.isreserve){if(((Hswitch) t).s2.id == id)((Hswitch) t).s2v = inv;else ((Hswitch) t).s3v = inv;}else t.inv = inv;t.changepin(this);if(t instanceof circuit)((circuit) t).changepin();for(int i=1;i< eList.size();i++){Equipment e = eList.get(i);e.changelinkpin(t,this);e.changepin(this);t = e;if(e instanceof circuit)((circuit) e).changepin();}//倒着扫一遍更新断路开关后面的设备电势if(!changestate1(this)){t = eList.getLast();if (t instanceof Hswitch){if (t.isreserve) t.inv = outv;else{if (((Hswitch) t).s2.id == id)((Hswitch) t).s2v = outv;else ((Hswitch) t).s2v = outv;}}else t.outv = outv;t.R_changepin(this);if(t instanceof circuit)((circuit) t).changepin();for (int i = eList.size() - 2; i >= 0; i--){Equipment e = eList.get(i);e.R_changelinkpin(t,this);if(!e.changestate1(this))break;e.R_changepin(this);t = e;if(e instanceof circuit)((circuit) e).changepin();}}}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {getlist();for(Equipment t:eList){if(!t.changestate1(this)) {return false;}}return true;}
}
//并联
class Parallel extends circuit{int shortnum;public Parallel(String id){super("P",id);this.resistance=0;}public void changer(){double r=0;if(!changestate1(this)){resistance=999999999;return;}for(String s:emap1.keySet()){if(emap1.get(s).changestate1(emap1.get(s))){if (Math.abs(emap1.get(s).resistance) < 1e-10){resistance = 0;return;}r+=1/emap1.get(s).resistance;}}if(Math.abs(r) < 1e-10){resistance=999999999;return;}this.resistance=1/r;
//System.out.println(this.resistance);}@Overridepublic void changev() {boolean flag = false;for(String key:emap1.keySet()){Equipment e = emap1.get(key);if(((Series)e).state==1)continue;e.v = v;if(e instanceof circuit){((circuit) e).changev();}if(e.resistance == 0){flag = true;shortnum ++;//短路}}if(flag){for(String key:emap1.keySet()){Equipment e = emap1.get(key);e.v = 0;}}}@Overridepublic void changei() {for(String key:emap1.keySet()){Equipment e = emap1.get(key);if(Math.abs(resistance)<1e-10){if(Math.abs(e.resistance)<1e-10)e.i =i/ shortnum;else e.i = 0;}else{e.i = v / e.resistance;}if (e instanceof circuit)((circuit) e).changei();//System.out.println(e.id+" "+e.i);}}@Overridepublic void changepin() {for(String key:emap1.keySet()){emap1.get(key).inv=inv;emap1.get(key).outv=outv;if(emap1.get(key) instanceof circuit)((circuit)emap1.get(key)).changepin();}}@Overridepublic boolean changestate1(Equipment e) {getlist();for(Equipment t:eList){if(t.changestate1(this)) {return true;}}return false;}
}class comparator implements Comparator<Equipment>{private static final List<Character> order = Arrays.asList('K', 'F', 'L', 'B', 'R', 'D','A','H','S','P');@Overridepublic int compare(Equipment o1, Equipment o2) {String key1 = o1.id;String key2 = o2.id;int order1 = order.indexOf(key1.charAt(0));int order2 = order.indexOf(key2.charAt(0));if (order1 != order2) {return order1 - order2;}else{return key1.compareTo(key2);}}
}

本次代码中在排序中添加了字母P，以及新增了二极管类，还有所有电路设备的的构造方法不在只有一个名字id参数，新增了引脚参数，以便于在设置电路设备两端的电势电压时，能够在最后正确输出。在本次迭代中将之前几次迭代里main函数中的输入和输出全部修改，之前的输入和输出方式不能够完成本次作业，所以我花费了大量时间在修改之前的代码上。

踩坑心得

 在面对复杂程序时，务必要先花时间进行类设计，不论是实体类还是业务类，都要根据需求进行相应的设计，不得边写边设计，最后耗费时间且代码质量低，且最后可能还需要更改掉整个代码。
应该培养写注释的习惯，有时隔天的代码就看不懂。
设计思路，这一题和上一题还是比较类似，在写代码的时候遇到了许多的困难，但是通过不断的设计和改进使代码能够达到题目的要求.

总结

 这两次的PTA作业很难，在前面的几次作业中，不用设计也能够把题目写出来，但是到后面代码的长度越来越长，我们就要先进行设计再来写代码把设计的类一一实现。从给类图到不给类图。这个过程对于我来说还是比较的困难，在面对复杂的问题时我要先进行设计，想一下该有那些类，类与类之间的关系，而不是看完题目就开始边写代码边设计。随着学习的深入，我们要转变思想，在面对难题时也要能够从容面对，把难题化繁为简，到具体的类和方法来把问题实现，不要怕类复杂仔细遵循编码规范。java这门课不但要上课认真还要不断实践，要不断的练习自己的编程能力，才能有所提高。