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pta第三次博客
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o 1.前言
o 2.设计与分析
o 3.踩坑心得：
o 4.改进建议
o 5.总结

1.前言

这两次题目集的主要考察的知识点是继承和多态，包括对super、extend关键字的使用，方法的重写，类的继承，接口，排序，正则表达式等。
在数据处理方面，作业同样要求熟练掌握正则表达式的使用。通过正则表达式的捕获和分组功能，能够准确解析输入数据，进而为对象创建提供必要的信息。
在对象数据的存储方面，作业强调了集合类的重要性。例如，ArrayList和HashMap等数据结构的选择取决于数据的具体需求。HashMap以其键值对存储的特性，使得编号与对象之间能够形成一一对应的关系，这在数据存储中起到了关键作用。
作业还涉及了复杂逻辑的处理，如互斥开关的设计与实现、多并联电路的处理以及嵌套并联电路的考虑等。这些挑战不仅锻炼了我的编程技能，还培养了我分析和解决问题的能力。通过不断尝试和调试，我逐渐掌握了处理复杂逻辑的方法和技巧，为未来的编程实践打下了坚实的基础。
总的来说，这两次作业不仅检验了我对编程基础知识的掌握程度，还进一步加深了我对于面向对象编程中继承、多态、方法重写等概念的理解，并锻炼了我在实际编程中运用这些概念解决问题的能力。

2.设计与分析

第七次作业

题目内容

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。
image.png 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。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：@S1:80%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。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。

试题分析

一、功能需求第七次大作业在原有的电路模拟基础上，增加了对互斥开关、灯泡以及窗帘等新元素的处理。这些新增功能不仅提升了模拟的复杂度，也增加了程序设计的挑战性。二、电路结构题目要求将多个并联电路当作一个设备器件单位，并简化成串联电路处理。这一要求实际上是将复杂的电路结构抽象化，以简化计算和处理。然而，这并不意味着可以忽视并联电路内部的复杂性，而是需要在程序内部合理实现并联电路的逻辑。三、受控设备互斥开关：互斥开关的引入增加了电路的逻辑复杂度。需要确保在任意时刻，与互斥开关相关联的两个开关中只有一个处于连通状态。这要求在程序设计中充分考虑互斥开关的状态管理和切换逻辑。
灯泡：灯泡类的添加使得可以统一处理光照强度，为窗帘的调节提供了基础。灯泡的状态（开启或关闭）和亮度是影响电路光照强度的关键因素。
窗帘：窗帘作为新的受控设备，其开闭程度需要根据总光照强度进行调节。这要求程序能够准确计算并传递总光照强度值给窗帘。
四、输入与输出输入信息需要包含所有设备的连接情况和状态，输出则需要准确反映每个设备的最终状态。特别是窗帘的状态，需要根据总光照强度进行动态调节。五、编程实现需要设计合理的类结构来表示电路中的各个元素，并编写相应的方法来处理输入、计算状态、更新设备以及输出结果。特别地，对于互斥开关和窗帘的处理，需要编写专门的逻辑代码来确保功能的正确实现。

查看代码

public class ControlledLoad extends Device{private String Name="unknown";public ControlledLoad(int num) {super(num);}public String getName() {return Name;}public void setName(String name) {Name = name;}
}

代码分析总结：

在解题过程中，我感受到了自己编程能力的提升。我学会了如何根据题目需求设计合适的数据结构和算法，如何编写高效的代码来处理复杂的问题，以及如何进行异常处理和错误排查。同时，我也认识到了自己在编程方面的不足之处。我发现自己在处理复杂逻辑和异常情况时还存在一些困难，需要进一步加强学习和练习。总的来说，这次编程练习让我受益匪浅。我不仅提高了自己的编程能力，还锻炼了自己的思维能力和解决问题的能力。我相信在未来的学习和工作中，这些经验将会对我产生积极的影响。

PowerDesigner的相应类图

第八次作业

题目内容

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。image.png 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。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。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M1：#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 M1-IN] [M1-OUT OUT]#T5:[IN K1-1] [K1-2 B1-1] [B1-2 OUT]#M2:[T4 T5]
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。image.png 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。

试题分析

一、电路复杂性提升本次迭代中，电路模拟系统的复杂性显著提升，主要体现在出现了并联电路中的并联情况，即嵌套并联电路。这种情况使得电压在电路中的传递变得更为复杂，需要考虑多重传递和分配。此外，电路中的设备间可能存在的相互依赖和干扰，也增加了电路模拟的难度。二、新增需求题目提出了两个新的需求：一是输出管脚电压，二是处理电流警告信息。这两个需求都涉及到对电路中电压和电流状态的记录和监控。然而，由于之前的系统设计中未考虑此类需求，因此缺乏相应的参数和方法来记录电压在各管脚间的变化以及处理电流警告信息。三、设计并联电路嵌套第八次大作业中，需要考虑设计并联电路嵌套的问题。这要求系统能够正确处理嵌套并联电路中的电压和电流分配，以及设备间的相互依赖关系。同时，还需要考虑前引脚和后面引脚的电压输出，以便准确地模拟电路的工作状态。

查看代码

public class ControlledLoad extends Device{private String Name="unknown";public ControlledLoad(int num) {super(num);}public String getName() {return Name;}public void setName(String name) {Name = name;}
}

代码分析总结：

通过本题，我深刻体会到了电路模拟程序的复杂性和挑战性，我不仅提高了自己的编程能力，还加深了对电路模拟程序的理解。我相信在未来的学习和工作中，这些经验和知识将会对我产生积极的影响。

PowerDesigner的相应类图

3. 踩坑心得：

在第七次题目集中，我遇到了互斥开关的问题。互斥开关可能出现在全电路的任何位置，包括串联电路的首位、末尾以及中间，这种不确定性给我的设计带来了很大的挑战。最初，我没有充分考虑到互斥开关在不同位置可能带来的不同影响，导致在编写代码时出现了不少错误。例如，在处理互斥开关与串联电路的连接时，我没有正确区分互斥开关的位置，导致在某些情况下电路的逻辑出现了混乱。这个问题让我深刻认识到在设计系统时，必须全面考虑各种可能的情况，不能有任何遗漏。

4. 改进建议

1.遵循一致的代码规范和命名约定，使代码更加清晰易懂。这有助于他人理解和维护代码。
编写清晰的注释，解释代码的功能、输入/输出、依赖关系等。
2.不断学习新的编程技术和工具，以提高开发效率和代码质量。

5.总结

通过不断地踩坑和调试，我逐渐掌握了编写复杂程序的方法和技巧。我学会了如何设计合理的类结构来表示电路中的各个元素、如何编写方法来处理输入信息、如何计算电阻和更新设备状态以及如何输出设备信息等。这些经验和技能将对我未来的学习和工作产生积极的影响。 在完成这两次大作业过程中，我深刻体会到了编程的复杂性和挑战性。我需要不断地学习和思考，才能正确地理解和实现题目要求的功能。同时，我也意识到编程不仅是一门技术，更是一种思维方式。它要求我具备严谨的逻辑思维能力、良好的代码编写习惯和不断学习的精神。 总之，这两次大作业不仅让我提高了编程能力，还让我更加深入地理解了智能家居电路的工作原理和实际应用。我相信这些经验和知识将对我未来的学习和工作产生积极的影响。