一、前言
- 家居强电电路模拟程序-3
- 考查内容：类的设计（适应迭代以及合理的类间关系的设计），正则表达式的应用（如何正确解析输入），java中集合框架的熟悉与使用并且选择合理的集合框架（存储数据并且方便数据的增删改查）
- 新增内容：互斥开关，落地窗帘
- 本次PTA由于自身的原因未能拿下它，所以在后续的内容中，我将以大体的形式来阐述我的整体思路，以及我对这个题目自己的理解。考虑到题目之间的迭代性，我将优先在之前的代码之上进行更改。
- 家居强电电路模拟程序-4
- 考查内容：在家居强电电路模拟程序-3中的基础上增加了我对电路的理解（高中物理电学就不好），并且考虑特殊情况的短路问题（我没想到...）
- 新增内容：二极管，管脚电压的显示，电流限制，短路检测，并联电路中包含并联
- 在新增如此多内容的前提下，对于我来说是个巨大的挑战，由于我自身的时间分配出现问题，导致我没有用足够的时间来对新增内容进行分析导致我没有拿到一个期望的分数，并且由于我的在家居强电电路模拟程序-2正则表达式在家居强电电路模拟程序-3并不能完美适用，甚至于有些样例根本没办法用，我不得不重新设计我的正则表达式，并且由于我的第3次没拿到满分的原因没被我找到，我不得不重新整理了在Main方法中的程序设计以此方便进行输出和迭代。
二、设计与分析：
- 家居强电电路模拟程序-3
- 类图分析：
- 首先，由于新增了互斥开关和落地窗帘俩个类，我们分别让互斥开关（Mutex）和落地窗帘（Curtain）分别继承控制设备（Control）和受控设备（Controlled），并在其中分别重写printf方法。
- 其次，由于在一条串联电路中包含其他串联电路所以在对正则表达式进行设计时要更具备一般性，在存储数据时也需要考虑到一条串联电路中包含其他串联电路的这种情况，能够正确的对存储的数据进行访问，避免出现非零返回的情况。
- 另外，考虑到对输入信息的匹配过于复杂，专门设计一个Matcher类来对字符串进行匹配，里面的属性主要是ArrayList
inputs;ArrayList circuitArrayList = new ArrayList<>();一个用来储存输入的信息，另一个则是对分析处理后的信息进行存储，同时在Matcher类中写入public void buildCircuit(){（略）}；方法，完成对电路设备的写入以及分析结果的存储。 - 最后在Matcher类中的public void buildCircuit(){（略）}；方法中写入对每一个信息进行输出即可。
- 实现如下：
- Device（所有设备的父类，将线路也视为一种设备）
- 属性如下：
- protected String number;
- protected double pd;
- protected double resistance;
- 方法：构造方法，以及对应的get，set方法，以及需要复写的printf方法
- Control继承于Device，同时是所有控制设备的父类
- 属性和方法均继承于Device
- T（串联电路）继承于Device
- 属性如下：
- protected boolean isOn = false;（判断该串联电路是否连通）
- protected ArrayList<Device> deviceArrayList = new ArrayList<>();
- 方法：构造方法，以及对应的get，set方法
- public void judgeResistance(){}；用来计算串联电路的总电阻
- M（并联电路）继承于Device
- 属性如下：
- protected ArrayList
deviceArrayList； - 方法：构造方法，以及对应的get，set方法
- public void judgeResistance(){}；用来计算并联电路的总电阻
- K（开关）继承于Control
- 属性如下：
- private int state = 0；（开关状态，默认为关，即为0）
- 方法：构造方法，以及对应的get，set方法，以及需要复写的printf方法
- public void changeState(){}；用来开开关和关开关
- F（分档调速器）继承于Control
- 属性如下：
- private double gear = 0;（初始化为0档）
- 方法：构造方法，以及对应的get，set方法，以及需要复写的printf方法
- public void upGear(){}；升档；
- public void downGear(){}；降档；
- public double judgeVoltage()；判断输出电压
- L（连续调速器）继承于Control
- 属性如下：
- private double gear;
- 方法：构造方法，以及对应的get，set方法，以及需要复写的printf方法
- public double judgeVoltage()；判断输出电压
- B（白炽灯）继承于Controlled
- 属性如下：
- private double brightness;（亮度）
- 方法：构造方法，以及对应的get，set方法，以及需要复写的printf方法
- public void judgeBrightness(){}；判断亮度
- R（日光灯）继承于Controlled
- 属性如下：
- private double brightness;（亮度）
- 方法：构造方法，以及对应的get，set方法，以及需要复写的printf方法
- public void judgeBrightness(){}；判断亮度
- D（吊扇）继承于Controlled
- 属性如下：
- private double speed;（转速）
- 方法：构造方法，以及对应的get，set方法，以及需要复写的printf方法
- public void judgespeed(){}；判断转速
- A（落地扇）继承于Controlled
- 属性如下：
- private double speed;（转速）
- 方法：构造方法，以及对应的get，set方法，以及需要复写的printf方法
- public void judgespeed(){}；判断转速
- Match（用来匹配输入）
- 属性如下：
- ArrayList
inputs = new ArrayList<>(); - private ArrayList<K> kArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<F> fArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<L> lArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<B> bArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<R> rArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<D> dArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<A> aArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<Device> deviceArrayList = new ArrayList<>();
以上均用来存储和分析数据； - 方法：构造方法，以及对应的get，set方法
- Print（用来输出）
- 属性如下：
- ArrayList<String> inputs = new ArrayList<>();
- private ArrayList<K> kArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<F> fArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<L> lArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<B> bArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<R> rArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<D> dArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<A> aArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<Device> deviceArrayList = new ArrayList<>();
以上均用来存储输出 - 方法：构造方法，以及对应的get，set方法，以及需要复写的printf方法
- Sort（排序每个ArrayList中的数据，因为输出对此有要求）
- 属性如下：
- ArrayList<String> inputs = new ArrayList<>();
- private ArrayList<K> kArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<F> fArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<L> lArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<B> bArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<R> rArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<D> dArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<A> aArrayList = new ArrayList<>();
- private ArrayList<Device> deviceArrayList = new ArrayList<>();
- 方法：构造方法，以及对应的get，set方法
- public void sort(){}；排序
- 家居强电电路模拟程序-4
- 类图分析：
- 由于新增的内容太多，导致我前面的类设计出现了巨大的漏洞，因此我将直接陈述此次新增内容该如何设计。
- 首先，由于新增管脚电压的显示，我需要对之前的printf函数的输出进行修改
- 其次，新增电流限制，我需要在所有受控设备在输出前都对电流进行一次判断，来判断它是否超出了电流限制在对其进行合法的输出
- 考虑短路时电流无穷大的情况也需要加入到printf中进行判断（事实上我忘了...）
- 并联中包含并联，这其实非常的不好进行实现，即使我读取了并联中的并联电路还要对其进行合理的设置以及读取操作，由于重复遍历相当于是进行俩层for循环的遍历，同时在遍历过程中还可能会出现强转类型失败的情况，以及出现非零返回，在对其进行处理时需要考虑的袭击非常多，以及合理的类间关系的设计（因为我之前的类间关系以及不合理了...）
三、采坑心得
- 家居强电电路模拟程序-3
- 一开始没注意，我以为受控开关电阻都一样，导致在计算结果上老是出现偏差；后来在调试时发现电阻计算出现偏差，仔细阅读题目后发现12引脚之间默认电阻为5，13引脚之间默认电阻为10，对电阻的初始化进行修改。
- 没有考虑一条串联电路中包含其他串联电路，在一条串联电路中包含其它串联电路时，由于我的正则表达式不具有一般性，直接出现了非零返回，在对正则表达式进行修改后，出现了类型强转异常的情况，检查后发现时在强转时，将串联中的串联考虑了串联中的并联，复制粘贴时忘记了修改，导致我将串联转成了并联，所以出现了这种错误，将其进行修改后即可，但是在遍历时又出现了越界的情况，检查后发现是写循环时细节出问题多写了个=，修改后无大问题。
- 家居强电电路模拟程序-4
- 在最开始进行输出信息时，我以为可以将电流限制和短路放在同一个if...else里面，结果导致了俩个的同时输出，最后使我不得不多次使用if...else来对输出进行合理的判断
- 在判断电流短路时，出现了由于开关没闭合我就将其判断为短路的情况，后面对电路的判断新增一个变量，专门用来记录电路中的电流大小来判断电流有多大，但是在判断时又出现了无法判断短路的情况，于是再次增加一个判断电路是否短路的布尔变量，在判断输出的时候对电路中的电流进行判断，但是在用电器中同时也得标记该电路时否短路，否则在分析电路时就会出现断路时电流仍然存在的尴尬情况。
- 并联电路中包含并联电路的正则表达式的修改，使其我的正则表达式可以读取到，但仍需要增加一个强转的判断来向下转型，否则有些方法无法正常调用，同时双重循环中读取并联中并联的数据使得极易出现逻辑混乱的情况，并且由于其中包含多重if...else使得我的代码极其冗长，在调试时非常的痛苦...
四、改进建议：
- 家居强电电路模拟程序-3
- 对正则表达式的优化，由于正则表达式的特殊性，导致每次新增一个特殊情况或者新增一个类的时候我都得在原有基础上在写一个正则表达式，违背了开闭原则。
- 在对电路进行分析时，要进行多重if...else判断，可以将判断写成一个方法，然后利用switch进行优化，这样既可以使冗长的代码大大缩短，同时对其进行了解耦，没必要每次新增个什么东西都要写一个if...else
- 在Print类中可以将print写成一个方法，这样就没必要对每一个集合都进行遍历，Sort同理
- 家居强电电路模拟程序-4
- 由于新增的二极管的属性的判断一开始丢进了电路分析中，导致又要增加if...else，一个将对正向导通，反向截止的判断做成一个函数，这样就可以减少if...else的使用
- 其次，在对输出进行判断时可以将多重if...else进行优化，因为本质上是因为要实现的类别太多，可以考虑做成接口
五、总结
- 1.学到了什么
- 最终要的就是对正则表达式的一般性的思考，如何设计一个一般性的正则表达式使得我在后续面对新增的输入的时候就犹有余力，duan老师常说的自己常常做设计都要做5.6个小时，我写代码基本上都是看完题目就写，导致我缺乏了面向对象的编程思考，以及编程最重要的思维，对一个东西的抽象化程度有多厉害，比如看到一个电器就会衍生出冰箱和洗衣机的迭代，这种思维还没有根深蒂固的扎进我的脑子里面。其次，就是类间关系的考虑，以及对类间关系的实现到底如何实现，选择合理的数据结构作为地基常常能事半功倍。最后，感谢duan老师在课堂上给我们补充的其它小知识，让我认清了软件工程的实质以及在后续该如何学习（比较计算机大部分东西都靠自学...）。
- 2.我该学什么
- 我对类设计相关的知识仍有所欠缺，应该丢哦复习复习老师上课所讲的设计模式的原理，以及我该如何去合理的使用（实话，到现在没有用过）...然后，对数据结构也不够熟悉，毕竟合理的选择数据结构可以让对于数据的增删改查事半功倍，我还不够熟悉他们的特性，趁着暑假我一定要好好学习一下他们的特性
六、对课程的看法
- 说实话，给人一种上课听着没什么难度但是一旦要自己动手去实现就变得异常困难，一是感觉自己缺乏面向对象这种编程思维，另外就是作业确实存在一定的难度，毕竟以后工作了会遇到什么困难也不好说，总不能知难而退吧...哈哈，在此由衷的感谢我的任课老师，duan老师，不仅教我们学习以及未来工作上的事情，还教育大家做一个诚实的人，发自内心的对其感到敬畏！
