oop第二次部落格作業

孙笑氕氘氚發表於2024-06-08

OOP

前言

本月的學習在進一步熟悉Java的語法外，還了解了程式設計的幾種模式。這三次pta主要考察的是繼承，多型的使用。部分設計模式也可使用。

學習的知識點

1.會使用簡單的繼承與多型。
2.學習了一些重要的設計模式，對設計有了更深的認識。
3.會使用簡單的介面。

自我改進的方面

1.對結構的設計要考慮後面的迭代。
2.類實現單一職責。

設計分析

第一次PTA大作業：

1）題目要求

7-1 答題判題程式-4
分數 82
困難
作者蔡軻
單位南昌航空大學
設計實現答題程式，模擬一個小型的測試，要求輸入題目資訊、試卷資訊、答題資訊、學生資訊、刪除題目資訊，根據輸入題目資訊中的標準答案判斷答題的結果。本題在答題判題程式-3基礎上新增的內容統一附加在輸出格式說明之後，用粗體標明。

輸入格式:

程式輸入資訊分五種，資訊可能會打亂順序混合輸入。

1、題目資訊
題目資訊為獨行輸入，一行為一道題，多道題可分多行輸入。

格式："#N:"+題目編號+" "+"#Q:"+題目內容+" "#A:"+標準答案
格式約束：
1、題目的輸入順序與題號不相關，不一定按題號順序從小到大輸入。
2、允許題目編號有缺失，例如：所有輸入的題號為1、2、5，缺少其中的3號題。此種情況視為正常。
樣例：#N:1 #Q:1+1= #A:2
#N:2 #Q:2+2= #A:4

2、試卷資訊

試卷資訊為獨行輸入，一行為一張試卷，多張卷可分多行輸入資料。 \

格式："#T:"+試卷號+" "+題目編號+"-"+題目分值+" "+題目編號+"-"+題目分值+...
格式約束：
題目編號應與題目資訊中的編號對應。
一行資訊中可有多項題目編號與分值。
樣例：#T:1 3-5 4-8 5-2

3、學生資訊

學生資訊只輸入一行，一行中包括所有學生的資訊，每個學生的資訊包括學號和姓名，格式如下。

格式："#X:"+學號+" "+姓名+"-"+學號+" "+姓名....+"-"+學號+" "+姓名
格式約束：
答案數量可以不等於試卷資訊中題目的數量，沒有答案的題目計0分，多餘的答案直接忽略，答案之間以英文空格分隔。
樣例：
#S:1 #A:5 #A:22
1是試卷號
5是1號試卷的順序第1題的題目答案
4、答卷資訊

答卷資訊按行輸入，每一行為一張答卷的答案，每組答案包含某個試卷資訊中的題目的解題答案，答案的順序號與試卷資訊中的題目順序相對應。答卷中：

格式："#S:"+試卷號+" "+學號+" "+"#A:"+試卷題目的順序號+"-"+答案內容+...
格式約束：
答案數量可以不等於試卷資訊中題目的數量，沒有答案的題目計0分，多餘的答案直接忽略，答案之間以英文空格分隔。
答案內容可以為空，即””。
答案內容中如果首尾有多餘的空格，應去除後再進行判斷。
答卷資訊中僅包含試卷號、學號，而沒有後續內容的，視為一張空白卷，為有效資訊，不做格式錯誤處理。
樣例：
#T:1 1-5 3-2 2-5 6-9 4-10 7-3
#S:1 20201103 #A:2-5 #A:6-4
1是試卷號
20201103是學號
2-5中的2是試卷中順序號，5是試卷第2題的答案，即T中3-2的答案
6-4中的6是試卷中順序號，4是試卷第6題的答案，即T中7-3的答案
注意：不要混淆順序號與題號

5、刪除題目資訊

刪除題目資訊為獨行輸入，每一行為一條刪除資訊，多條刪除資訊可分多行輸入。該資訊用於刪除一道題目資訊，題目被刪除之後，引用該題目的試卷依然有效，但被刪除的題目將以0分計，同時在輸出答案時，題目內容與答案改為一條失效提示，例如：”the question 2 invalid~0”

格式："#D:N-"+題目號
格式約束：
題目號與第一項”題目資訊”中的題號相對應，不是試卷中的題目順序號。
本題暫不考慮刪除的題號不存在的情況。
樣例：

N:1 #Q:1+1= #A:2

N:2 #Q:2+2= #A:4

T:1 1-5 2-8

X:20201103 Tom-20201104 Jack

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-4

D:N-2

end

輸出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=₅false
the question 2 invalid~0
20201103 Tom: 0 0~0
答題資訊以一行"end"標記結束，"end"之後的資訊忽略。

輸出格式:

1、試卷總分警示

該部分僅當一張試卷的總分分值不等於100分時作提示之用，試卷依然屬於正常試卷，可用於後面的答題。如果總分等於100 分，該部分忽略，不輸出。
格式："alert: full score of test paper"+試卷號+" is not 100 points"
約束：有多張試卷時，按輸入資訊的先後順序輸出警示。

樣例：alert: full score of test paper2 is not 100 points

2、答卷資訊

一行為一道題的答題資訊，根據試卷的題目的數量輸出多行資料。

格式：題目內容+"_"+答案++""+判題結果（true/false）

約束：如果輸入的答案資訊少於試卷的題目數量，每一個缺失答案的題目都要輸出"answer is null" 。

樣例：

 answer is null

 3+2=~5~true

 4+6=~22~false.

 answer is null

3、判分資訊

判分資訊為一行資料，是一條答題記錄所對應試卷的每道小題的計分以及總分，計分輸出的先後順序與題目題號相對應。

格式：學號+" "+姓名+": "+題目得分+" "+....+題目得分+"~"+總分
格式約束：
1、沒有輸入答案的題目、被刪除的題目、答案錯誤的題目計0分
2、判題資訊的順序與輸入答題資訊中的順序相同
樣例：20201103 Tom: 0 0~0
根據輸入的答卷的數量以上2、3項答卷資訊與判分資訊將重複輸出。

4、被刪除的題目提示資訊

當某題目被試卷引用，同時被刪除時，答案中輸出提示資訊。樣例見第5種輸入資訊“刪除題目資訊”。

5、題目引用錯誤提示資訊

試卷錯誤地引用了一道不存在題號的試題，在輸出學生答案時，提示”non-existent question~”加答案。例如：

輸入：

N:1 #Q:1+1= #A:2

T:1 3-8

X:20201103 Tom-20201104 Jack-20201105 Www

S:1 20201103 #A:1-4

end
輸出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
non-existent question~0
20201103 Tom: 0~0
如果答案輸出時，一道題目同時出現答案不存在、引用錯誤題號、題目被刪除，只提示一種資訊，答案不存在的優先順序最高，例如：

輸入：

N:1 #Q:1+1= #A:2

T:1 3-8

X:20201103 Tom-20201104 Jack-20201105 Www

S:1 20201103

end
輸出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
answer is null
20201103 Tom: 0~0
6、格式錯誤提示資訊

輸入資訊只要不符合格式要求，均輸出”wrong format:”+資訊內容。

  例如：wrong format:2 #Q:2+2= #4

7、試卷號引用錯誤提示輸出

如果答卷資訊中試卷的編號找不到，則輸出”the test paper number does not exist”，答卷中的答案不用輸出，參見樣例8。

8、學號引用錯誤提示資訊

如果答卷中的學號資訊不在學生列表中，答案照常輸出，判分時提示錯誤。參見樣例9。

本次作業新增內容：

1、輸入選擇題題目資訊

題目資訊為獨行輸入，一行為一道題，多道題可分多行輸入。

格式："#Z:"+題目編號+" "+"#Q:"+題目內容+" "#A:"+標準答案
格式基本的約束與一般的題目輸入資訊一致。

新增約束：標準答案中如果包含多個正確答案（多選題），正確答案之間用英文空格分隔。
例如：

Z:2 #Q:宋代書法有蘇黃米蔡四家，分別是： #A:蘇軾黃庭堅米芾蔡襄

多選題輸出：

輸出格式與一般答卷題目的輸出一致，判斷結果除了true、false，增加一項”partially correct”表示部分正確。

多選題給分方式：

答案包含所有正確答案且不含錯誤答案給滿分；包含一個錯誤答案或完全沒有答案給0分；包含部分正確答案且不含錯誤答案給一半分，如果一半分值為小數，按截尾規則只保留整數部分。
例如：

N:1 #Q:1+1= #A:2

Z:2 #Q:黨十八大報告提出要加強()建設。A 政務誠信 B 商務誠信 C社會誠信 D司法公信 #A:A B C D

T:1 1-5 2-9

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-A C

end
輸出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=₅false
黨十八大報告提出要加強()建設。A 政務誠信 B 商務誠信 C社會誠信 D司法公信~A C~partially correct
20201103 Tom: 0 4~4

2、輸入填空題題目資訊

題目資訊為獨行輸入，一行為一道題，多道題可分多行輸入。

格式："#K:"+題目編號+" "+"#Q:"+題目內容+" "#A:"+標準答案
格式基本的約束與一般的題目輸入資訊一致。
例如：#K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴
填空題輸出：

輸出格式與一般答卷題目的輸出一致，判斷結果除了true、false，增加一項”partially correct”表示部分正確。

填空題給分方式：

答案與標準答案內容完全匹配給滿分，包含一個錯誤字元或完全沒有答案給0分，包含部分正確答案且不含錯誤字元給一半分，如果一半分值為小數，按截尾規則只保留整數部分。

例如：

N:1 #Q:1+1= #A:2

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

T:1 1-5 2-10

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑤琴

end
輸出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=₅false
古琴在古代被稱為：_瑤琴partially correct
20201103 Tom: 0 5~5

3、輸出順序變化

只要是正確格式的資訊，可以以任意的先後順序輸入各類不同的資訊。比如試卷可以出現在題目之前，刪除題目的資訊可以出現在題目之前等。

例如：

T:1 1-5 2-10

N:1 #Q:1+1= #A:2

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-古箏

end
輸出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=₅false
古琴在古代被稱為：_古箏false
20201103 Tom: 0 0~0

4、多張試卷資訊

本題考慮多個同學有多張不同試卷的答卷的情況。輸出順序優先順序為學號、試卷號，按從小到大的順序先按學號排序，再按試卷號。

例如：

T:1 1-5 2-10

T:2 1-8 2-21

N:1 #Q:1+1= #A:2

S:2 20201103 #A:1-2 #A:2-古箏

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑤琴或七絃琴

S:1 20201104 #A:1-2 #A:2-瑟

S:2 20201104 #A:1-5 #A:2-七絃琴

X:20201103 Tom-20201104 Jack

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

end
輸出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
alert: full score of test paper2 is not 100 points
1+1=₅false
古琴在古代被稱為：_{瑤琴或七絃琴}true
20201103 Tom: 0 10~10
1+1=₂true
古琴在古代被稱為：_古箏false
20201103 Tom: 8 0~8
1+1=₂true
古琴在古代被稱為：_瑟false
20201104 Jack: 5 0~5
1+1=₅false
古琴在古代被稱為：_七絃琴partially correct
20201104 Jack: 0 10~10
新增的題目異常情況的處理與一般題目相同，具體樣例參考上一次大作業的樣例說明：
答題判題程式-3題面.pdf

輸入樣例1:
多選題測試，不含刪除。例如：

N:1 #Q:1+1= #A:2

Z:2 #Q:黨十八大報告提出要加強()建設。A 政務誠信 B 商務誠信 C社會誠信 D司法公信 #A:A B C D

T:1 1-5 2-9

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-A C

end
輸出樣例1:
在這裡給出相應的輸出。例如：

alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=₅false
黨十八大報告提出要加強()建設。A 政務誠信 B 商務誠信 C社會誠信 D司法公信~A C~partially correct
20201103 Tom: 0 4~4
輸入樣例2:
填空題測試，不含刪除。例如：

N:1 #Q:1+1= #A:2

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

T:1 1-5 2-10

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑤琴

end
輸出樣例2:
在這裡給出相應的輸出。例如：

alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=₅false
古琴在古代被稱為：_瑤琴partially correct
20201103 Tom: 0 5~5
輸入樣例3:
亂序測試，不含刪除。例如：

T:1 1-5 2-10

N:1 #Q:1+1= #A:2

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-古箏

end
輸出樣例3:
在這裡給出相應的輸出。例如：

alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=₅false
古琴在古代被稱為：_古箏false
20201103 Tom: 0 0~0
輸入樣例4:
兩個同學多張不同試卷的答卷，不含刪除。例如：

T:1 1-5 2-10

T:2 1-8 2-21

N:1 #Q:1+1= #A:2

S:2 20201103 #A:1-2 #A:2-古箏

S:1 20201104 #A:1-2 #A:2-瑟

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑤琴或七絃琴

S:2 20201104 #A:1-5 #A:2-七絃琴

X:20201103 Tom-20201104 Jack

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

end
輸出樣例4:
在這裡給出相應的輸出。例如：

alert: full score of test paper1 is not 100 points
alert: full score of test paper2 is not 100 points
1+1=₅false
古琴在古代被稱為：_{瑤琴或七絃琴}true
20201103 Tom: 0 10~10
1+1=₂true
古琴在古代被稱為：_古箏false
20201103 Tom: 8 0~8
1+1=₂true
古琴在古代被稱為：_瑟false
20201104 Jack: 5 0~5
1+1=₅false
古琴在古代被稱為：_七絃琴partially correct
20201104 Jack: 0 10~10

2）個人設計

本次作業的設計針對上次進行了較大的修改

針對題目，設計了題目父類exercise
其中包含了題目編號，題目內容，正確答案，是否刪除四個屬性。除構造方法等存取類方法外，還有判斷對錯的方法。
class exercise{
private int NO;//題目編號
private String Content;//題目內容
private String standardAnswer;//正確答案
private boolean Valid = true;//題目是否被刪除
ArrayList answers = new ArrayList<>();

public exercise(int NO, String content, String standardAnswer) {
    this.NO = NO;
    Content = content;
    this.standardAnswer = standardAnswer;
}

public int getNO() {
    return NO;
}

public void setNO(int NO) {
    this.NO = NO;
}

public String getContent() {
    return Content;
}

public void setContent(String content) {
    Content = content;
}

public String getStandardAnswer() {
    return standardAnswer;
}

public void setStandardAnswer(String standardAnswer) {
    this.standardAnswer = standardAnswer;
}

//判斷對錯
public int judge(String answer){
    return -1;
}

public void disabled () {
    this.Valid = false;
} //刪除題目

public void answers_Put(Answer An) {
    answers.add(An);
}


public boolean getValid() {
    return Valid;
}

public ArrayList<Answer> getAnswers() {
    return answers;
}

public boolean isValid() {
    return Valid;
}

}

對於選擇題，設計了choice_exercise類，它為exercise子類
它沒有父類之外的屬性。有用於判斷對錯的方法 public int judge(String answer)。
class choice_exercise extends exercise {//選擇題

public choice_exercise(int NO, String content, String standardAnswer) {
    super(NO, content, standardAnswer);
}
@Override
public int judge(String answer) {//-1全錯，0半錯，1全對
    String StAnswer = super.getStandardAnswer().replaceAll(" ","");
    String theAnswer = answer.replaceAll(" ","");
    if(StAnswer.length() == theAnswer.length()) {
        for(int i = 0;i < StAnswer.length() - 1;i ++) {
            if(!StAnswer.contains(theAnswer.charAt(i) + "")) {
                return -1;
            }
        }
        return 1;
    } else if(StAnswer.length() < theAnswer.length()) {
        return -1;
    } else {
        for(int i = 0;i < theAnswer.length();i ++) {
            if(!StAnswer.contains(theAnswer.charAt(i) + "")) {
                return -1;
            }
        }
        return 0;
    }
}

}

對於填空題，設計了類gap_exercise類，它為exercise的子類。
它沒有父類之外的屬性。有用於判斷對錯的方法 public int judge(String answer)。
class gap_exercise extends exercise {//填空題

public gap_exercise(int NO, String content, String standardAnswer) {
    super(NO, content, standardAnswer);
}
@Override
public int judge(String answer) {//-1全錯，0半對，1全對
    if(super.getStandardAnswer().equals(answer)) {
        return 1;
    } else if(super.getStandardAnswer().contains(answer)) {
        return 0;
    } else {
        return -1;
    }
}

}

對於解答題，設計了free_exercise類，它為exercise的子類。
它沒有父類之外的屬性。有用於判斷對錯的方法 public int judge(String answer)。
class free_exercise extends exercise {//解答題
public free_exercise(int NO, String content, String standardAnswer) {
super(NO, content, standardAnswer);
}

@Override
public int judge(String answer) {//只存在對錯，1對-1錯
    if(super.getStandardAnswer().equals(answer)) {
        return 1;
    } else {
        return -1;
    }
}

}

對於試卷中的題目，設計了exercise_Paper類。
它有試卷中題目順序序號，試卷中題目序號，題目類例項，題目分數四個屬性。除構造方法等存取方法外，有判斷得分的方法public int judge_markAnswer(String Answer)。
class exercise_paper {
private int thisOrder;//試卷中題目的順序號，從1開始！！！
private int thisNO;//試卷中題目的序號
private exercise thisExe;//題目類例項
private int thisScore;//題目的分數

public exercise_paper(int thisNO,int thisOrder,int thisScore) {
    this.thisNO = thisNO;
    this.thisOrder = thisOrder;
    this.thisScore = thisScore;
}

public int judge_markAnswer(String Answer) {//判斷得分
    if(thisExe.judge(Answer) == 1) {
        return thisOrder;
    } else {
        return 0;
    }
}

public void addEXE(exercise EXE) {
    this.thisExe = EXE;
}

public int getThisOrder() {
    return thisOrder;
}

public int getThisNO() {
    return thisNO;
}

public exercise getThisExe() {
    return thisExe;
}

public int getThisScore() {
    return thisScore;
}

}

針對試卷，設計了Paper類。
它有試卷編號，題目數量，題目順序號與題目例項組成的HashMap，試卷總分，試卷所有題目編號的ArrayList五個屬性。只有構造方法等存取方法。
class paper {
public static int getNoPaper() {
return NoPaper;
}

private static int NoPaper;//試卷編號
private int exerciseNum = 0;//題目數量
private HashMap<Integer, exercise_paper> SumExe;// key為題目順序號，value為題目例項
private int SumGrade = 0;//試卷總分
private ArrayList<Integer> exercise_NO = new ArrayList<>();//試卷所有題目序號


public paper(int noPaper) {
    NoPaper = noPaper;
    SumExe = new HashMap<>(); // 初始化SumExe
}

public int getSumGrade() {
    return SumGrade;
}
public void addSumGrade(int i) {
    this.SumGrade = this.SumGrade + i;
}
public void SumExe_Put(int n, exercise_paper E) {
    SumExe.put(n,E);
    exerciseNum ++;
}

public int getExerciseNum() {
    return exerciseNum;
}

public HashMap<Integer, exercise_paper> getSumExe() {
    return SumExe;
}
public void addexercise_NO(int i) {
    exercise_NO.add(i);
}

public ArrayList<Integer> getExercise_NO() {
    return exercise_NO;
}

}

針對回答，設計了Answer類。
它有回答內容，對錯判斷資訊，得分，答案順序號，答案題目編號五個屬性。只有構造方法等存取方法。
class Answer {
private String answer;//回答內容
private int mark;//對判題資訊
private int score = 0;//得分
private int order;//答案順序號
private int NO;//答案的題目編號

public Answer(int order, String answer) {
    this.answer = answer;
    this.order = order;

}

public void disable() {

}

public String getAnswer() {
    return answer;
}

public int getMark() {
    return mark;
}

public int getScore() {
    return score;
}

public int getOrder() {
    return order;
}

public int getNO() {
    return NO;
}

public void setMark(int mark) {
    this.mark = mark;
}

public void setScore(int score) {
    this.score = score;
}

public void setNO(int NO) {
    this.NO = NO;
}

}

針對答卷，設計了AnswerPaper類。
它有試卷資訊，答案順序與答案例項組成的HashMap，存每題答案資訊的ArrayList，存每題對錯資訊的ArrayList，答卷編號，學生學號，存答案順序的ArrayList七個屬性。只有存取方法。
class AnswerPaper {
private paper thispaper;//試卷資訊
private HashMap<Integer,Answer> Sumanswer = new HashMap<>();//key為答卷順序，value為答卷
private ArrayList answers = new ArrayList<>();//每一題的答案資訊
private ArrayList markSum = new ArrayList<>();//每一題的對錯資訊
private int _NoPaper;//答卷編號
private int AnswerStuID;//學生學號
private ArrayListOrder = new ArrayList<>();

public AnswerPaper(int _NoPaper) {
    this._NoPaper = _NoPaper;
}

public void addAnswer(String Answer) {
    answers.add(Answer);
}

public int get_NoPaper() {
    return _NoPaper;
}

public void set_NoPaper(int _NoPaper) {
    this._NoPaper = _NoPaper;
}
public int getAnswerStuID() {
    return AnswerStuID;
}

public void setAnswerStuID(int answerStuID) {
    AnswerStuID = answerStuID;
}
public void printE_A(int num) {//輸出第num題的題目和答案，非標準答案

}
public void addSumanswer(int order,Answer An) {
    Sumanswer.put(order,An);
}
public int getJudeg(int num) {//獲得第num題的對錯,num為題目順序
    return Sumanswer.get(num).getMark();
}

public paper getThispaper() {
    return thispaper;
}

public HashMap<Integer, Answer> getSumanswer() {
    return Sumanswer;
}

public ArrayList<String> getAnswers() {
    return answers;
}

public ArrayList<Integer> getMarkSum() {
    return markSum;
}
public void addOrder(int i) {
    Order.add(i);
}

public ArrayList<Integer> getOrder() {
    return Order;
}

public void setThispaper(paper thispaper) {
    this.thispaper = thispaper;
}

public void setAnswers() {//將回答存在回答列表中
    for (int i = 0;i < Order.size();i ++) {
        answers.add(Sumanswer.get(Order.get(i)).getAnswer());
    }
}
public void setMarkSum() {
    for (int i = 0;i < Order.size();i ++) {
        markSum.add(Sumanswer.get(Order.get(i)).getMark());
    }
}

}

針對學生，設計了student類。
它有學生號，學生名字，試卷號與其對應答卷組成的HashMap，存試卷號的ArrayList四個屬性。只有存取方法。
class student {
private int studentID;
private String name;
private HashMap<Integer,AnswerPaper> AnswerPaperOfStudent = new HashMap<>();//key為答卷的試卷號
private ArrayList AnPaper_Order = new ArrayList<>();//存答卷的試卷號

public student(int studentID, String name) {
    this.studentID = studentID;
    this.name = name;
}

public student() {

}

public int getStudentID() {
    return studentID;
}

public void setStudentID(int studentID) {
    this.studentID = studentID;
}

public String getName() {
    return name;
}

public void setName(String name) {
    this.name = name;
}
public void Add_APOS(int key,AnswerPaper An) {
    AnswerPaperOfStudent.put(key,An);
}
public void Add_AP_O(int NO) {
    AnPaper_Order.add(NO);
    Collections.sort(AnPaper_Order);
}

public HashMap<Integer, AnswerPaper> getAnswerPaperOfStudent() {
    return AnswerPaperOfStudent;
}

public ArrayList<Integer> getAnPaper_Order() {
    return AnPaper_Order;
}

}

針對刪除的題目，設計了exerciseBeDeleted類
只有題目編號一個屬性。只有存取方法。
class student {
private int studentID;
private String name;
private HashMap<Integer,AnswerPaper> AnswerPaperOfStudent = new HashMap<>();//key為答卷的試卷號
private ArrayList AnPaper_Order = new ArrayList<>();//存答卷的試卷號

public student(int studentID, String name) {
    this.studentID = studentID;
    this.name = name;
}

public student() {

}

public int getStudentID() {
    return studentID;
}

public void setStudentID(int studentID) {
    this.studentID = studentID;
}

public String getName() {
    return name;
}

public void setName(String name) {
    this.name = name;
}
public void Add_APOS(int key,AnswerPaper An) {
    AnswerPaperOfStudent.put(key,An);
}
public void Add_AP_O(int NO) {
    AnPaper_Order.add(NO);
    Collections.sort(AnPaper_Order);
}

public HashMap<Integer, AnswerPaper> getAnswerPaperOfStudent() {
    return AnswerPaperOfStudent;
}

public ArrayList<Integer> getAnPaper_Order() {
    return AnPaper_Order;
}

}

設計了判斷輸入有效性的類judgevalid。
只有要判斷的字元一個屬性。除存取方法外有判斷解答題輸入是否有效的方法public boolean free_exerciseValid()，判斷填空題輸入是否有效的方法public boolean gap_exerciseValid()，判斷選擇題輸入是否有效的方法public boolean choice_exerciseValid()，判斷試卷輸入是否有效的方法public boolean paperValid()，判斷學生資訊輸入是否有效的方法public boolean studentValid()，判斷答卷資訊輸入是否有效的方法public boolean answerPaperValid()，判斷刪除資訊是否有效的方法public boolean delExeValid()。
class exerciseBeDeleted {
int delNO;

public exerciseBeDeleted(int delNO) {
    this.delNO = delNO;
}

public int getDelNO() {
    return delNO;
}

public void setDelNO(int delNO) {
    this.delNO = delNO;
}

}

class judgevalid {
private String input;

public judgevalid(String input) {
    this.input = input;
}

public String getInput() {
    return input;
}

public boolean free_exerciseValid() {
    String regex = "^#N:\\d+ #Q:.* #A:.*$";
    Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
    Matcher matcher = pattern.matcher(input);
    return matcher.matches();
}

public boolean gap_exerciseValid() {
    String regex = "^#K:\\d+ #Q:.* #A:.*$";
    Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
    Matcher matcher = pattern.matcher(input);
    return matcher.matches();
}

public boolean choice_exerciseValid() {
    String regex = "^#Z:\\d+ #Q:.* #A:.*$";
    Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
    Matcher matcher = pattern.matcher(input);
    return matcher.matches();
}

public boolean paperValid() {
    String regex = "^#T:\\d+(( \\d+-\\d+)+)$";
    Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
    Matcher matcher = pattern.matcher(input);
    return matcher.matches();
}

public boolean studentValid() {
    String regex = "^#X:((\\d+) ((\\w+)-(\\d+))+ (\\w+))";//-(\\\\d+) (\\\\w+)(?:-\\\\d+ \\\\w+)*";
    Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
    Matcher matcher = pattern.matcher(input);
    return true;
    //return matcher.matches();
}

public boolean answerPaperValid() {
    String regex = "^#S:\\d*+ \\d* +(#A:\\d*-[\\S* ]*)*";
    Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
    Matcher matcher = pattern.matcher(input);
    return matcher.matches();
}

public boolean delExeValid() {
    String regex = "#D:N-\\d+$";
    Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
    Matcher matcher = pattern.matcher(input);
    return matcher.matches();
}

}

3）設計分析：

1.本次作業大致按照老師給出的建議進行設計。
2.部分類的屬性出現的重疊，沒有進行精簡。如答卷類中每題的答案資訊和對錯資訊設計多餘了。

第二次PTA大作業

1）題目要求

7-1 家居強電電路模擬程式-1
分數 75
作者蔡軻
單位南昌航空大學
智慧家居是在當下家庭中越來越流行的一種配置方案，它透過物聯網技術將家中的各種裝置（如音影片裝置、照明系統、窗簾控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、影音伺服器、影櫃系統、網路家電等）連線到一起，提供家電控制、照明控制、電話遠端控制、室內外遙控、防盜報警、環境監測、暖通控制、紅外轉發以及可程式設計定時控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智慧家居不僅具有傳統的居住功能，兼備建築、網路通訊、資訊家電、裝置自動化，提供全方位的資訊互動功能。請根據如下要去設計一個智慧家居強電電路模擬系統。

1、控制裝置模擬

本題模擬的控制裝置包括：開關、分檔調速器、連續調速器。

開關：包括0和1兩種狀態。

開關有兩個引腳，任意一個引腳都可以是輸入引腳，而另一個則是輸出引腳。開關狀態為0時，無論輸入電位是多少，輸出引腳電位為0。當開關狀態為1時，輸出引腳電位等於輸入電位。
分檔調速器

按檔位調整，常見的有3檔、4檔、5檔調速器，檔位值從0檔-2（3/4）檔變化。本次迭代模擬4檔調速器，每個檔位的輸出電位分別為0、0.3、0.6、0.9倍的輸入電壓。
連續調速器

沒有固定檔位，按位置比例得到檔位引數，數值範圍在[0.00-1.00]之間，含兩位小數。輸出電位為檔位引數乘以輸入電壓。
所有調速器都有兩個引腳，一個固定的輸入（引腳編號為1）、一個輸出引腳（引腳編號為2）。當輸入電位為0時，輸出引腳輸出的電位固定為0，不受各類開關調節的影響。

所有控制裝置的初始狀態/檔位為0。

控制裝置的輸入引腳編號為1，輸出引腳編號為2。

2、受控裝置模擬

本題模擬的受控裝置包括：燈、風扇。兩種裝置都有兩根引腳，透過兩根引腳電壓的電壓差驅動裝置工作。

燈有兩種工作狀態：亮、滅。在亮的狀態下，有的燈會因引腳電位差的不同亮度會有區別。
風扇在接電後有兩種工作狀態：停止、轉動。風扇的轉速會因引腳的電位差的不同而有區別。
本次迭代模擬兩種燈具。

白熾燈：

亮度在0~200lux（流明）之間。
電位差為0-9V時亮度為0,其他電位差按比例，電位差10V對應50ux，220V對應200lux，其他電位差與對應亮度值成正比。白熾燈超過220V。
日光燈：

亮度為180lux。
只有兩種狀態，電位差為0時，亮度為0，電位差不為0，亮度為180。
本次迭代模擬一種吊扇。

工作電壓區間為80V-150V，對應轉速區間為80-360轉/分鐘。80V對應轉速為80轉/分鐘，150V對應轉速為360轉/分鐘，超過150V轉速為360轉/分鐘（本次迭代暫不考慮電壓超標的異常情況）。其他電壓值與轉速成正比，輸入輸出電位差小於80V時轉速為0。
輸入資訊：

1、裝置資訊

分別用裝置識別符號K、F、L、B、R、D分別表示開關、分檔調速器、連續調速器、白熾燈、日光燈、吊扇。

裝置標識用識別符號+編號表示，如K1、F3、L2等。
引腳格式：裝置標識-引腳編號，例如：K1-1標識編號為1的開關的輸入引腳。

三種控制開關的輸入引腳編號為1，輸出引腳編號為2。
受控裝置的兩個引腳編號分別為1、2。
約束條件：

不同裝置的編號可以相同。
同種裝置的編號可以不連續。
裝置資訊不單獨輸入，包含在連線資訊中。

2、連線資訊

一條連線資訊佔一行，用[]表示一組連線在一起的裝置引腳，引腳與引腳之間用英文空格" "分隔。

格式："["+引腳號+" "+...+" "+引腳號+"]"
例如：[K1-1 K3-2 D5-1]表示K1的輸入引腳，K3的輸出引腳，D5的1號引腳連線在一起。
約束條件：

本次迭代不考慮兩個輸出引腳短接的情況
考慮調速器輸出串聯到其他控制裝置（開關）的情況
不考慮調速器串聯到其他調速器的情況。
不考慮各類控制裝置的並聯接入或反饋接入。例如，K1的輸出接到L2的輸入，L2的輸出再接其他裝置屬於串聯接線。K1的輸出接到L2的輸出，同時K1的輸入接到L2的輸入，這種情況屬於並聯。K1的輸出接到L2的輸入，K1的輸入接到L2的輸出，屬於反饋接線。
3、控制裝置調節資訊

開關調節資訊格式：

+裝置標識K+裝置編號，例如：#K2，代表切換K2開關的狀態。

分檔調速器的調節資訊格式：

+裝置標識F+裝置編號+"+" 代表加一檔，例如：#F3+，代表F3輸出加一檔。

+裝置標識F+裝置編號+"-" 代表減一檔，例如：#F1-，代表F1輸出減一檔。

連續調速器的調節資訊格式：

+裝置標識L+裝置編號+":" +數值代表將連續調速器的檔位設定到對應數值，例如：#L3:0.6，代表L3輸出檔位引數0.6。

4、電源接地標識：VCC，電壓220V，GND，電壓0V。沒有接線的引腳預設接地，電壓為0V。

輸入資訊以end為結束標誌，忽略end之後的輸入資訊。

輸出資訊：

按開關、分檔調速器、連續調速器、白熾燈、日光燈、吊扇的順序依次輸出所有裝置的狀態或引數。每個裝置一行。同類裝置按編號順序從小到大輸出。

輸出格式：@裝置標識+裝置編號+":" +裝置引數值（控制開關的檔位或狀態、燈的亮度、風扇的轉速，只輸出值，不輸出單位）
連續調速器的檔位資訊保留兩位小數，即使小數為0，依然顯示兩位小數.00。
開關狀態為0（開啟）時顯示turned on，狀態為1（合上）時顯示closed
如：
@K1:turned on
@B1:190
@L1:0.60
本題不考慮輸入電壓或電壓差超過220V的情況。

本題只考慮串聯的形式，所以所有測試用例的所有連線資訊都只包含兩個引腳

本題電路中除了開關可能出現多個，其他電路裝置均只出現一次。
電源VCC一定是第一個連線的第一項，接地GND一定是最後一個連線的後一項。

家居電路模擬系列所有題目的預設規則：

1、當計算電壓值等數值的過程中，最終結果出現小數時，用截尾規則去掉小數部分，只保留整數部分。為避免精度的誤差，所有有可能出現小數的數值用double型別儲存並計算，不要作下轉型資料型別轉換，例如電壓、轉速、亮度等，只有在最後輸出時再把計算結果按截尾規則，捨棄尾數，保留整數輸出。

2、所有連線資訊按電路從電源到接地的順序依次輸入，不會出現錯位的情況。

3、連線資訊如果只包含兩個引腳，靠電源端的引腳在前，靠接地端的在後。

4、對於調速器，其輸入端只會直連VCC，不會接其他裝置。整個電路中最多隻有一個調速器，且連線在電源上。

家居電路模擬系列1-4題目後續迭代設計：

1、電路結構變化：

迭代1：只有一條線路，所有元件串聯
迭代2：線路中包含一個並聯電路
迭代3：線路中包含多個串聯起來的並聯電路
迭代4：並聯電路之間可能出現包含關係

電路結構變化示意圖見圖1。

2、輸入資訊的變化

串聯線路資訊：用於記錄一段串聯電路的元件與連線資訊。

例如： #T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT]
#T1:[IN K1-1] [K1-2 M1-IN][M1-OUT D2-1] [D2-2 GND]
並聯線路資訊：用於記錄一段並聯電路所包含的所有串聯電路資訊。

例如：#M1:[T1 T2 T3]
以上格式僅做參考，格式細節可能會調整，以具體釋出的為準。

3、計算方式的變化

迭代1只包含1個受控元件，不用計算電流，之後的電路計算要包含電流、電阻等電路引數。

4、電路元件的變化

每次迭代會增加1-2個新的電路元件。

image.png

圖1：電路結構示意圖

設計建議：

1、電路裝置類：描述所有電路裝置的公共特徵。

2、受控裝置類、控制裝置類：對應受控、控制裝置

3、串聯電路類：一條由多個電路裝置構成的串聯電路，也看成是一個獨立的電路裝置

其他類以及類的屬性、方法自行設計。

image.png

圖2：建議設計類圖

輸入樣例1:
在這裡給出一組輸入。例如：

[VCC K1-1]
[K1-2 D2-1]
[D2-2 GND]

K1

end
輸出樣例1:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@D2:360
輸入樣例2:
在這裡給出一組輸入。例如：

[VCC K1-1]
[K1-2 D2-1]
[D2-2 GND]

K1

end
輸出樣例2:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:turned on
@D2:0
輸入樣例3:
在這裡給出一組輸入。例如：

[VCC F1-1]
[F1-2 D2-1]
[D2-2 GND]

F1+

end
輸出樣例3:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@F1:1
@D2:0
輸入樣例4:
在這裡給出一組輸入。例如：

[VCC F1-1]
[F1-2 D2-1]
[D2-2 GND]

F1+

end
輸出樣例4:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@F1:2
@D2:288
輸入樣例5:
在這裡給出一組輸入。例如：

[VCC F1-1]
[F1-2 D2-1]
[D2-2 GND]

F1+

end
輸出樣例5:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@F1:3
@D2:360

輸入樣例6:
在這裡給出一組輸入。例如：

[VCC L1-1]
[L1-2 D2-1]
[D2-2 GND]

L1:1.00

end
輸出樣例6:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@L1:1.00
@D2:360
輸入樣例7:
在這裡給出一組輸入。例如：

[VCC L1-1]
[L1-2 D2-1]
[D2-2 GND]

L1:0.68

end
輸出樣例7:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@L1:0.68
@D2:358
輸入樣例8:
在這裡給出一組輸入。例如：

[VCC L1-1]
[L1-2 B2-1]
[B2-2 GND]

L1:0.68

end
輸出樣例8:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@L1:0.68
@B2:149
輸入樣例9:
在這裡給出一組輸入。例如：

[VCC L1-1]
[L1-2 B2-1]
[B2-2 GND]

L1:1.00

end
輸出樣例9:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@L1:1.00
@B2:200
輸入樣例10:
在這裡給出一組輸入。例如：

[VCC L1-1]
[L1-2 R2-1]
[R2-2 GND]

L1:1.00

end
輸出樣例10:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@L1:1.00
@R2:180

2）個人設計

針對全部電路裝置，設計了Circuit類。
它有兩個引腳，名字三個屬性。除構造方法與基本的存取方法外，還有展示資訊的抽象方法public abstract void show()。
abstract class Circuit { //電路裝置
protected int pin1 = 0;//引腳
protected int pin2 = 0;
protected String name;

public int getPin1() {
    return pin1;
}

public void setPin1(int pin1) {
    this.pin1 = pin1;
}

public int getPin2() {
    return pin2;
}

public void setPin2(int pin2) {
    this.pin2 = pin2;
}

public String getName() {
    return name;
}

public void setName(String name) {
    this.name = name;
}

public abstract void show();

}

針對開關，設計了On_Off類，它為電路裝置子類。
它有開關狀態一個屬性。除構造方法等存取方法外，還有改變開關狀態的public void change_On_Off()方法和重寫的public void show()方法。
class On_Off extends Circuit {//開關
private int on_off = 0;//0為關1為開

public On_Off() {
}

public int getOn_off() {
    return on_off;
}

public void setOn_off(int on_off) {
    this.on_off = on_off;
}
public void change_On_Off() {
    if (on_off == 0) {
        on_off = 1;
    } else {
        on_off = 0;
    }
}

@Override
public void show() {
    System.out.printf("@%s:",name);
    if (on_off == 0) {
        System.out.printf("turned on\n");
    } else {
        System.out.printf("closed\n");
    }
}

}

針對全部調速器，設計了Control類。
它有擋位，實際效果兩個屬性。除構造方法等存取方法外，還有改變擋位的方法public void change_Gear(String str)。
abstract class Control extends Circuit {//調速器
protected double gear = 0;
protected double effect = 0;

public double getGear() {
    return gear;
}

public void setGear(double gear) {
    this.gear = gear;
}
public void change_Gear(String str) {

}

@Override
public void show() {

}

public double getEffect() {
    return effect;
}

public void setEffect(double effect) {
    this.effect = effect;
}

}

針對分檔調速器，設計了Step_Control類。它為Control類的子類。
它重寫的改變擋位的方法public void change_Gear(String str)。和展示的方法public void show()。
class Step_Control extends Control {//分檔調速器

@Override
public void change_Gear(String str) {
    if (str.contains("+")) {
        if(gear < 3) {
            gear++;
            effect = gear * 0.3;
        }
    } else if (str.contains("-")) {
        if(gear > 0) {
            gear--;
            effect = gear * 0.3;
        }
    }
}

@Override
public void show() {
    System.out.printf("@%s:%d\n",name,(int)gear);
}
public double getEffect() {
    effect = gear * 0.3;
    return effect;
}

}

針對連續調速器，設計了Continue_Control類。它為Control的子類。
它重寫了改變擋位的方法public void change_Gear(String str)和展示的方法public void show()
class Continue_Control extends Control{//連續調速器
public void changeGear(double n) {
if(n >= 0 && n <= 1) {
gear = n;
effect = gear;
}
}

@Override
public void change_Gear(String str) {
    gear = Double.parseDouble(str);
    effect = gear;
}

@Override
public void show() {
    System.out.printf("@%s:%.2f\n",name,gear);
}

public double getEffect() {
    effect = gear;
    return gear;
}

}

針對受控裝置，設計了Device類。它為Circuit類的子類。
它有電壓一個屬性。只有存取方法。
abstract class Device extends Circuit {//受控裝置
protected double Vol;//電壓

public double getVol() {
    return Vol;
}

public void setVol(double vol) {
    Vol = vol;
}

}

針對電燈，設計了Light類。它為Device類的子類。
它有亮度一個屬性。只有一個獲取亮度的抽象方法public abstract double getLum()。
abstract class Light extends Device {//電燈
protected double Lum;//亮度
public abstract double getLum();
}

針對風扇，設計了Fan類。它為Device類的子類。
它有轉速一個屬性。只有一個獲取轉速的抽象方法public abstract double getRotate()。

abstract class Fan extends Device {//風扇
protected double rotate;//轉速
public abstract double getRotate();
}

針對白熾燈，設計了incandescent_Light類。它為Light類的子類。
它重寫了展示方法public void show()和獲取亮度的方法public double getLum()。
class incandescent_Light extends Light {//白熾燈
@Override
public void show() {
Lum = getLum();
System.out.printf("@%s:%d",name,(int)Lum);
}

@Override
public double getLum() {
    if (Vol >=0 && Vol <= 9) {
        Lum = 0;
        return Lum;
    } else if (Vol >=10 && Vol <=220) {
        Lum = (50 + (150.0 / 210) * (Vol - 10));
        return Lum;
    } else {
        return -1;
    }
}

}

針對日光燈，設計了fluorescent_Light類。它為Light的子類。
它重寫了展示方法public void show()和獲取亮度的方法public double getLum()。
class fluorescent_Light extends Light {//日光燈
@Override
public void show() {
Lum = getLum();
System.out.printf("@%s:%d",name,(int)Lum);
}

@Override
public double getLum() {
    if (Vol == 0) {
        Lum = 0;
        return Lum;
    } else {
        Lum = 180;
        return Lum;
    }
}

}

針對吊扇，設計了ceiling_Fan類。它是Fan的子類。
它重寫了獲取轉速的方法public double getRotate()和展示的方法public void show()。
class ceiling_Fan extends Fan{//吊扇
@Override
public void show() {
rotate = getRotate();
System.out.printf("@%s:%.0f",name,rotate);
}

@Override
public double getRotate() {
    if (Vol >=0 && Vol < 80) {
        rotate = 0;
        return rotate;
    } else if (Vol >= 80 && Vol <= 150) {
        rotate = 80 + 280 / 70 * (Vol - 80);
        return rotate;
    } else {
        rotate = 360;
        return 360;
    }
}

}

針對串聯電路，設計了Series_Circuit類。它是Circuit類的子類。
它有一個用於儲存電路中全部裝置的ArrayList。
class Series_Circuit extends Circuit {//串聯電路類
private ArrayList CircuitList = new ArrayList<>();

@Override
public void show() {

}

}

3）設計分析

1.本次作業大致按照老師給出的建議進行設計。
2.串聯電路類未使用，而是簡單得將裝置存在全部電路裝置中。導致下次作業需要改動較多內容。
3.在輸入儲存資料時合理得使用了有關設計模式的知識，根據不同字串的特點獲得不同的資料。有效得避免了程式碼的重複。

第三次PTA大作業

1）題目要求

7-1 家居強電電路模擬程式-2
分數 100
作者蔡軻
單位南昌航空大學
智慧家居是在當下家庭中越來越流行的一種配置方案，它透過物聯網技術將家中的各種裝置（如音影片裝置、照明系統、窗簾控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、影音伺服器、影櫃系統、網路家電等）連線到一起，提供家電控制、照明控制、電話遠端控制、室內外遙控、防盜報警、環境監測、暖通控制、紅外轉發以及可程式設計定時控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智慧家居不僅具有傳統的居住功能，兼備建築、網路通訊、資訊家電、裝置自動化，提供全方位的資訊互動功能。請根據如下要去設計一個智慧家居強電電路模擬系統。以下題目介紹中加粗的部分為本次迭代在“家居強電電路模擬程式-1”的基礎上增加的功能要求。

1、控制裝置

本題模擬的控制裝置包括：開關、分檔調速器、連續調速器。

開關：包括0和1兩種狀態。

所有控制裝置的初始狀態/檔位為0。

控制裝置的輸入引腳編號為1，輸出引腳編號為2。
所有開關的電阻為 0。

2、受控裝置

本題模擬的受控裝置包括：燈、風扇。兩種裝置都有兩根引腳，透過兩根引腳電壓的電壓差驅動裝置工作。

燈有兩種工作狀態：亮、滅。在亮的狀態下，有的燈會因引腳電位差的不同亮度會有區別。
風扇在接電後有兩種工作狀態：停止、轉動。風扇的轉速會因引腳間電位差的不同而有區別。
本次迭代模擬兩種燈具。

白熾燈：

亮度為180lux。
只有兩種狀態，電位差為0時，亮度為0，電位差不為0，亮度為180。
本次迭代模擬一種吊扇。

工作電壓區間為80V-150V，對應轉速區間為80-360轉/分鐘。80V對應轉速為80轉/分鐘，150V對應轉速為360轉/分鐘，超過150V轉速為360轉/分鐘（本次迭代暫不考慮電壓超標的異常情況）。其他電壓值與轉速成正比，輸入輸出電位差小於80V時轉速為0。
本次迭代模擬一種落地扇。

工作電壓區間為 [80V,150V]，對應轉速區間為 80-360 轉/分鐘。電壓在[80,100)V 區間對應轉速為 80 轉/分鍾，[100-120)V 區間對應轉速為 160 轉/分鐘，[120-140)V 區間對應轉速為 260 轉/分鐘，超過 140V 轉速為 360 轉/分鐘（本次迭代暫不考慮電壓超標的異常情況）輸入資訊：
本次迭代考慮電阻：白熾燈的電阻為 10，日光燈的電阻為 5，吊扇的電阻為 20，落地扇的電阻為 20

3、輸入資訊

1）輸入裝置資訊

分別用裝置識別符號K、F、L、B、R、D、A分別表示開關、分檔調速器、連續調速器、白熾燈、日光燈、吊扇、落地扇。

裝置標識用識別符號+編號表示，如K1、F3、L2等。
引腳格式：裝置標識-引腳編號，例如：K1-1標識編號為1的開關的輸入引腳。

三種控制開關的輸入引腳編號為1，輸出引腳編號為2。
受控裝置的兩個引腳編號分別為1、2。
約束條件：

不同裝置的編號可以相同。
同種裝置的編號可以不連續。
裝置資訊不單獨輸入，包含在連線資訊中。

2）輸入連線資訊

一條連線資訊佔一行，用[]表示一組連線在一起的裝置引腳，引腳與引腳之間用英文空格" "分隔。

格式："["+引腳號+" "+...+" "+引腳號+"]"
例如：[K1-1 K3-2 D5-1]表示K1的輸入引腳，K3的輸出引腳，D5的1號引腳連線在一起。
約束條件：

不考慮調速器串聯到其他調速器的情況。
不考慮調速器串聯到其他調速器的情況。
考慮各類裝置的並聯接入。例如，K1 的輸出接到 L2 的輸入，L2 的輸出再接其他裝置屬於串聯接線。K1 的輸出接到 L2 的輸出，同時 K1 的輸入接到 L2 的輸入，這種情況屬於並聯。
本次迭代的連線資訊不單獨輸入，包含線上路資訊中。

3）輸入控制裝置調節資訊

開關調節資訊格式：

+裝置標識K+裝置編號，例如：#K2，代表切換K2開關的狀態。

分檔調速器的調節資訊格式：

+裝置標識F+裝置編號+"+" 代表加一檔，例如：#F3+，代表F3輸出加一檔。

+裝置標識F+裝置編號+"-" 代表減一檔，例如：#F1-，代表F1輸出減一檔。

連續調速器的調節資訊格式：

+裝置標識L+裝置編號+":" +數值代表將連續調速器的檔位設定到對應數值，例如：#L3:0.6，代表L3輸出檔位引數0.6。

4）電源接地標識：

VCC，電壓220V，GND，電壓0V。沒有接線的引腳預設接地，電壓為0V。

5）輸入串聯電路資訊

一條串聯電路佔一行，串聯電路由按從靠電源端到接地端順序依次輸入的 n 個連線資訊組成，連線資訊之間用英文空格" "分隔。

串聯電路資訊格式：

"#T"+電路編號+":"+連線資訊+" "+連線資訊+...+" "+連線資訊
例如：#T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT] 一個串聯電路的第一個引腳是 IN，代表起始端，靠電源。最後一個引腳是 OUT，代表結尾端，靠接地。
約束條件：

不同的串聯電路資訊編號不同。
輸入的最後一條電路資訊必定是總電路資訊，總電路資訊的起始引腳是 VCC，結束引腳是 GND。
連線資訊中的引腳可能是一條串聯或並聯電路的 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）輸入並聯電路資訊

一條並聯電路佔一行，並聯電路由其包含的幾條串聯電路組成，串聯電路標識之間用英文空格" "分隔。

格式：

"#M"+電路編號+":"+”[”+串聯電路資訊+" "+....+" "+串聯電路資訊+”]”
例如：#M1:[T1 T2 T3]
該例宣告瞭一個並聯電路，由 T1、T2、T3 三條串聯電路並聯而成，三條串聯電路的 IN 短接在一起構成 M1 的 IN，三條串聯電路的 OUT 短接在一起構成 M1 的 OUT。
約束條件：

本次迭代不考慮並聯電路中包含並聯電路的情況，也不考慮多個並聯電路串聯的情況。
本題不考慮輸入電壓或電壓差超過220V的情況。

輸入資訊以end為結束標誌，忽略end之後的輸入資訊。

本題中的並聯資訊所包含的串聯電路的資訊都在並聯資訊之前輸入，不考慮亂序輸入的情況。
電路中的短路如果不會在電路中產生無窮大的電流燒壞電路，都是合理情況，在本題測試點的考慮範圍之內。

本題不考慮一條串聯電路中包含其他串聯電路的情況。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\T2兩條串聯電路實際是T3的一個部分，本題不考慮這種型別的輸入，而是當將T1\T2的所有連線資訊直接包含在T3中定義。
下次迭代中需要考慮這種型別的輸入。
4、輸出資訊：

按開關、分檔調速器、連續調速器、白熾燈、日光燈、吊扇、落地扇的順序依次輸出所有裝置的狀態或引數。每個裝置一行。同類裝置按編號順序從小到大輸出。

輸出格式：@裝置標識+裝置編號+":" +裝置引數值（控制開關的檔位或狀態、燈的亮度、風扇的轉速，只輸出值，不輸出單位）
連續調速器的檔位資訊保留兩位小數，即使小數為0，依然顯示兩位小數.00。
開關狀態為0（開啟）時顯示turned on，狀態為1（合上）時顯示closed
如：
@K1:turned on
@B1:190
@L1:0.60
5、家居電路模擬系列所有題目的預設規則：

1）當計算電壓值等數值的過程中，最終結果出現小數時，用截尾規則去掉小數部分，只保留整數部分。為避免精度的誤差，所有有可能出現小數的數值用double型別儲存並計算，不要作下轉型資料型別轉換，例如電壓、轉速、亮度等，只有在最後輸出時再把計算結果按截尾規則，捨棄尾數，保留整數輸出。

2）所有連線資訊按電路從電源到接地的順序依次輸入，不會出現錯位的情況。電源VCC一定是第一個連線的第一項，接地GND一定是最後一個連線的後一項。

3）連線資訊如果只包含兩個引腳，靠電源端的引腳在前，靠接地端的在後。

4）調速器的輸入端只會直連VCC，不會接其他裝置。整個電路最多隻有連線在電源上的一個調速器，且不包含在並聯單路中。

6、家居電路模擬系列1-4題目後續迭代設計：

1）電路結構變化：

電路結構變化示意圖見圖1。

2）計算方式的變化

迭代1只包含1個受控元件，不用計算電流，之後的電路計算要包含電流、電阻等電路引數。

3）電路元件的變化

每次迭代會增加1-2個新的電路元件。

image.png

圖1：電路結構示意圖

設計建議：

1、電路裝置類：描述所有電路裝置的公共特徵。

2、受控裝置類、控制裝置類：對應受控、控制裝置

3、串聯電路類：一條由多個電路裝置構成的串聯電路，也看成是一個獨立的電路裝置

4、並聯電路類：繼承電路裝置類，也看成是一個獨立的電路裝置

其他類以及類的屬性、方法自行設計。

image.png

圖2：建議設計類圖

輸入格式:
請在這裡寫輸入格式。例如：輸入在一行中給出2個絕對值不超過1000的整數A和B。

輸出格式:
請在這裡描述輸出格式。例如：對每一組輸入，在一行中輸出A+B的值。

輸入樣例1:
在這裡給出一組輸入。例如：

T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT]

T2:[IN K2-1] [K2-2 D1-1] [D1-2 OUT]

M1:[T1 T2]

T3:[VCC L1-1] [L1-2 M1-IN] [M1-OUT D3-1] [D3-2 GND]

K1

end
輸出樣例1:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:turned on
@L1:0.00
@D1:0
@D2:0
@D3:0
輸入樣例2:
在這裡給出一組輸入。例如：

T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT]

T2:[IN K2-1] [K2-2 D1-1] [D1-2 OUT]

M1:[T1 T2]

T3:[VCC L1-1] [L1-2 M1-IN] [M1-OUT D3-1] [D3-2 GND]

K1

L1:1.00

end
輸出樣例2:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:turned on
@L1:1.00
@D1:0
@D2:200
@D3:200
輸入樣例3:
在這裡給出一組輸入。例如：

T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT]

T2:[IN K2-1] [K2-2 D1-1] [D1-2 OUT]

M1:[T1 T2]

T3:[VCC L1-1] [L1-2 M1-IN] [M1-OUT D3-1] [D3-2 GND]

K1

K2

L1:1.00

end
輸出樣例3:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:closed
@L1:1.00
@D1:0
@D2:0
@D3:346

2）個人設計

在電路裝置中新增電阻，電壓兩個屬性。
abstract class Circuit { //電路裝置
protected int pin1 = 0;//引腳
protected int pin2 = 0;
protected String name;
protected double resistance;//電阻
protected double Vol;

public int getPin1() {
    return pin1;
}

public void setPin1(int pin1) {
    this.pin1 = pin1;
}

public int getPin2() {
    return pin2;
}

public void setPin2(int pin2) {
    this.pin2 = pin2;
}

public String getName() {
    return name;
}

public void setName(String name) {
    this.name = name;
}

public abstract void show();

public double getResistance() {
    return resistance;
}

public void setResistance(double resistance) {
    this.resistance = resistance;
}

public double getVol() {
    return Vol;
}

public void setVol(double vol) {
    Vol = vol;
}

}
為更好分辯，將分檔調速器重新命名為F_Control，連續調速器重新命名為L_Control，白熾燈重新命名為B_Light，日光燈重新命名為R_Light，串聯電路重新命名為T_Circuit,吊扇重新命名為D_Fan。

由於電路裝置中存在電壓屬性，自然要去除受控裝置中的電壓屬性。
abstract class Device extends Circuit {//受控裝置

public double getVol() {
    return Vol;
}

public void setVol(double vol) {
    Vol = vol;
}

}

各電路裝置新增電阻屬性和獲得編號的方法。
class B_Light extends Light {//白熾燈
public B_Light() {
resistance = 10;
}
@Override
public void show() {
Lum = getLum();
System.out.printf("@%s:%d\n",name,(int)Lum);
}

@Override
public double getLum() {
    if (Vol >=0 && Vol <= 9) {
        Lum = 0;
        return Lum;
    } else if (Vol >=10 && Vol <=220) {
        Lum = (50 + (150.0 / 210) * (Vol - 10));
        return Lum;
    } else {
        return -1;
    }
}

public int getNO() {
    return Integer.parseInt(name.replace("B",""));
}

}
class R_Light extends Light {//日光燈
public R_Light() {
resistance = 5;
}
@Override
public void show() {
Lum = getLum();
System.out.printf("@%s:%d\n",name,(int)Lum);
}

@Override
public double getLum() {
    if (Vol == 0) {
        Lum = 0;
        return Lum;
    } else {
        Lum = 180;
        return Lum;
    }
}

public int getNO() {
    return Integer.parseInt(name.replace("R",""));
}

}
class D_Fan extends Fan{//吊扇
public D_Fan() {
resistance = 20;
}

@Override
public void show() {
    rotate = getRotate();
    System.out.printf("@%s:%d\n",name,(int)(rotate));
}

@Override
public double getRotate() {
    if (Vol >=0 && Vol < 80) {
        rotate = 0;
    } else if (Vol >= 80 && Vol <= 150) {
        rotate = 80 + 280 / 70 * (Vol - 80);
    } else {
        rotate = 360;
    }
    return rotate;
}

public int getNO() {
    return Integer.parseInt(name.replace("D",""));
}

}
新增落地扇類。
class A_Fan extends Fan {//落地扇

public A_Fan() {
    resistance = 20;
}

@Override
public void show() {
    rotate = getRotate();
    System.out.printf("@%s:%d\n",name,(int)rotate);
}

@Override
public double getRotate() {
    if (Vol >=80 && Vol <=99) {
        rotate = 80;
    } else if (Vol >= 100 && Vol <=119) {
        rotate = 160;
    } else if (Vol >= 120 && Vol <=139) {
        rotate = 260;
    } else if (Vol >= 140 && Vol <=150) {
        rotate = 360;
    } else {
        rotate = 0;
    }
    return rotate;
}

public int getNO() {
    return Integer.parseInt(name.replace("A",""));
}

}

新增電路類Circuit_Line。它為Circuit的子類。
它有記錄電路裝置的ArrayList一個屬性和判斷電路是否通路的方法。
class Circuit_Line extends Circuit{//串聯父類
protected ArrayList CircuitList = new ArrayList<>();//電路裝置
public ArrayList getCircuitList() {
return CircuitList;
}

@Override
public void show() {

}
public int Access() {
    for (int i = 0;i < CircuitList.size();i ++) {
        if (CircuitList.get(i) instanceof On_Off) {
            if (((On_Off) CircuitList.get(i)).getOn_off() == 0) {
                return -1;
            }
        }
    }
    return 0;
}

}

串聯電路類更改為電路類的子類，新增分配電壓的方法public void Cal_V()和獲得總電阻的方法public double getResistance()。
class T_Circuit extends Circuit_Line {//串聯電路類

@Override
public void show() {

}
public void addCircuit(Circuit c) {
    CircuitList.add(c);
}

@Override
public double getResistance() {
        double r = 0;
        for (int i = 0; i < CircuitList.size(); i++) {
            r = r + CircuitList.get(i).getResistance();
        }
        resistance = r;

    return resistance;
}
public void Cal_V() {
    if (this.Access() != -1) {
        double r = 0;//總電阻
        for (int i = 0; i < CircuitList.size(); i++) {
            r = r + CircuitList.get(i).getResistance();
        }
        for (int i = 0; i < CircuitList.size(); i++) {
            double V = Vol / r * CircuitList.get(i).getResistance();
            CircuitList.get(i).setVol(V);
        }
    } else {
        for (int i = 0;i < CircuitList.size();i ++) {
            CircuitList.get(i).setVol(0);
        }
    }
}

}

新增並聯電路類，它為Circuit_Line的子類。
它屬性和方法與串聯電路類相似。
class M_Circuit extends Circuit_Line {
@Override
public void show() {

}
public void addCircuit(Circuit c) {
    CircuitList.add(c);
}

@Override
public int Access() {//並聯是否正常
    int count = 0;
    for (int i = 0 ;i < CircuitList.size();i ++) {
        if (((T_Circuit)CircuitList.get(i)).Access() != -1) {
            count++;
        }
    }
    if (count == 0) {
        return -1;//斷路
    } else if (count == CircuitList.size()) {
        return 0;//正常並聯
    } else {
        return 1;//單連線
    }
}

@Override
public double getResistance() {
    if (this.Access() != -1) {
        double r = 0;
        for (int i = 0; i < CircuitList.size(); i++) {
            r = 1.0 / CircuitList.get(i).getResistance() + r;
        }
        resistance = 1.0 / r;

    } else {
        for (int i = 0;i < CircuitList.size();i++) {
            if (((T_Circuit)CircuitList.get(i)).Access() != -1) {
                resistance = CircuitList.get(i).getResistance();

            }
        }
    }
    return resistance;
}
public void Cal_V() {
    if (this.Access() != -1) {
        for (int i = 0; i < CircuitList.size(); i++) {
            CircuitList.get(i).setVol(Vol);
        }
    } else {
        for (int i = 0;i < CircuitList.size();i ++) {
            if (((T_Circuit)CircuitList.get(i)).Access() != -1) {
                CircuitList.get(i).setVol(Vol);
            }
        }
    }
}

}

新增總電路類，它為Circuit_Line的子類。
它只有簡單的存取方法。
class Line extends Circuit_Line{

public void addCircuit(Circuit c) {

        for (int i = 0;i < CircuitList.size();i ++) {
            for (int j = 0; j < ((Circuit_Line) c).getCircuitList().size(); j ++) {
                if (CircuitList.size() >= 1) {
                    if (CircuitList.get(i).equals(((Circuit_Line) c).getCircuitList().get(j))) {
                        CircuitList.remove(i);
                    }
                }

            }
        }
    CircuitList.add(c);
}
public void Cal_V(double effect) {//計算電壓
    double r = 0;//總電阻
    for (int i = 0 ;i < CircuitList.size();i ++) {
        r = r + CircuitList.get(i).getResistance();
    }
    for (int i = 0;i < CircuitList.size();i ++) {
        double V = effect * 220 / r * CircuitList.get(i).getResistance();
        CircuitList.get(i).setVol(V);
    }
}

public ArrayList<Circuit> getCircuitList() {
    return CircuitList;
}

}

3）設計分析

1.在上次作業基礎上進行了較大更改，結構更合理的同時也更好分辨。
2.Main類中存有大量資料，未合理使用設計模式進行處理。

踩坑心得

1.第二次作業依舊沒有對結構進行很好的設計。未意識到串並聯電路也可以視作單個用電器。日後需要注意。
2.應該合理得使用設計模式。三次大作業的資料都直接寫在Main中，過於冗長。

改進建議

1.新建資料類用於儲存資料。以下內容不要寫在Main裡。

public static ArrayList<Circuit> Sum_Circuit = new ArrayList<>();//電路裝置（全部的裝置）
    public static HashMap<String,Circuit> Sum_CircuitMap = new HashMap<>();//電路裝置
    public static ArrayList<T_Circuit> t_CircuitList = new ArrayList<>();//串聯電路
    public static HashMap<String,Circuit> Series_CircuitMap = new HashMap<>();
    public static ArrayList<M_Circuit> m_CircuitList = new ArrayList<>();//並聯電路
    public static HashMap<String,Circuit> Multiple_CircuitMap = new HashMap<>();
    public static HashMap<Integer, On_Off> On_OffMap = new HashMap<>();//開關
    public static ArrayList<On_Off> On_OffList = new ArrayList<>();//開關
    public static Control control = null;//控制裝置（調速器）
    public static ArrayList<Device> DeviceList = new ArrayList<>();//受控裝置（用電器）
    public static HashMap<String,Device> DeviceMap = new HashMap<>();//受控裝置
    public static HashMap<Integer, B_Light> B_LightMap = new HashMap<>();//白熾燈
    public static HashMap<Integer,R_Light> R_LightMap = new HashMap<>();//日光燈
    public static HashMap<Integer,D_Fan> D_FanMap = new HashMap<>();//吊扇
    public static HashMap<Integer,A_Fan> A_FanMap = new HashMap<>();//落地扇
    public static ArrayList<B_Light> B_LightList = new ArrayList<>();
    public static ArrayList<R_Light> R_LightList = new ArrayList<>();
    public static ArrayList<D_Fan> D_FanList = new ArrayList<>();
    public static ArrayList<A_Fan> A_FanList = new ArrayList<>();
    public static Line Line_Circuit = new Line();

2.以下部分可以寫成方法
while (!Str.equals("end")) {
//串聯電路
if (Str.contains("#T")) {
String parts[] = Str.split("\] \[| |:\[");
String name = parts[0].replace("#","");
T_Circuit s_c = new T_Circuit();
s_c.setName(name);
for (int i = 2;i < parts.length - 1;i = i + 2) {
if (parts[i].contains("M")) {
String part[] = parts[i].split("-");
s_c.addCircuit(Multiple_CircuitMap.get(part[0]));
} else if (parts[i].contains("T")) {
String part[] = parts[i].split("-");
s_c.addCircuit(Series_CircuitMap.get(part[0]));
} else if (!parts[i].contains("T") || parts[i].contains("M")) {
Save(parts[i], s_c);
}
}
t_CircuitList.add(s_c);
Series_CircuitMap.put(name,s_c);
Line_Circuit.addCircuit(s_c);

        //並聯電路
        } else if (Str.contains("#M")) {
            String parts[] = Str.split("\\[|\\]| |:");
            String name = parts[0].replace("#","");
            M_Circuit m_c = new M_Circuit();
            m_c.setName(name);
            for (int i = 2;i < parts.length;i ++) {
                m_c.addCircuit(Series_CircuitMap.get(parts[i]));
            }
            m_CircuitList.add(m_c);
            Multiple_CircuitMap.put(name,m_c);
            Line_Circuit.addCircuit(m_c);

        //控制開關
        } else if (Str.contains("#K")) {
            int NO = Integer.parseInt(Str.replace("#K",""));
            String name = Str.replace("#","");
            On_OffMap.get(NO).change_On_Off();

        //控制分檔調速器
        } else if (Str.contains("#F")) {
            String name = Str.replace("#","").replace("+","");
            control.change_Gear(Str);

        //控制連續調速器
        } else if (Str.contains("#L")) {
            String parts[] = Str.split(":");
            String name = parts[0].replace("#","");
            control.change_Gear(parts[1]);
        }
        Str = sc.nextLine();
    }

oop第二次部落格作業

N:1 #Q:1+1= #A:2

N:2 #Q:2+2= #A:4

T:1 1-5 2-8

X:20201103 Tom-20201104 Jack

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-4

D:N-2

N:1 #Q:1+1= #A:2

T:1 3-8

X:20201103 Tom-20201104 Jack-20201105 Www

S:1 20201103 #A:1-4

N:1 #Q:1+1= #A:2

T:1 3-8

X:20201103 Tom-20201104 Jack-20201105 Www

S:1 20201103

Z:2 #Q:宋代書法有蘇黃米蔡四家，分別是： #A:蘇軾 黃庭堅 米芾 蔡襄

N:1 #Q:1+1= #A:2

Z:2 #Q:黨十八大報告提出要加強()建設。A 政務誠信 B 商務誠信 C社會誠信 D司法公信 #A:A B C D

T:1 1-5 2-9

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-A C

N:1 #Q:1+1= #A:2

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

T:1 1-5 2-10

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑤琴

T:1 1-5 2-10

N:1 #Q:1+1= #A:2

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-古箏

T:1 1-5 2-10

T:2 1-8 2-21

N:1 #Q:1+1= #A:2

S:2 20201103 #A:1-2 #A:2-古箏

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑤琴或七絃琴

S:1 20201104 #A:1-2 #A:2-瑟

S:2 20201104 #A:1-5 #A:2-七絃琴

X:20201103 Tom-20201104 Jack

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

N:1 #Q:1+1= #A:2

Z:2 #Q:黨十八大報告提出要加強()建設。A 政務誠信 B 商務誠信 C社會誠信 D司法公信 #A:A B C D

T:1 1-5 2-9

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-A C

N:1 #Q:1+1= #A:2

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

T:1 1-5 2-10

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑤琴

T:1 1-5 2-10

N:1 #Q:1+1= #A:2

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

X:20201103 Tom

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-古箏

T:1 1-5 2-10

T:2 1-8 2-21

N:1 #Q:1+1= #A:2

S:2 20201103 #A:1-2 #A:2-古箏

S:1 20201104 #A:1-2 #A:2-瑟

S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑤琴或七絃琴

S:2 20201104 #A:1-5 #A:2-七絃琴

X:20201103 Tom-20201104 Jack

K:2 #Q:古琴在古代被稱為： #A:瑤琴或七絃琴

+裝置標識K+裝置編號，例如：#K2，代表切換K2開關的狀態。

+裝置標識F+裝置編號+"+" 代表加一檔，例如：#F3+，代表F3輸出加一檔。

+裝置標識F+裝置編號+"-" 代表減一檔，例如：#F1-，代表F1輸出減一檔。

+裝置標識L+裝置編號+":" +數值 代表將連續調速器的檔位設定到對應數值，例如：#L3:0.6，代表L3輸出檔位引數0.6。

K1

K1

K1

F1+

F1+

F1+

F1+

F1+

F1+

L1:1.00

L1:0.68

L1:0.68

Z:2 #Q:宋代書法有蘇黃米蔡四家，分別是： #A:蘇軾黃庭堅米芾蔡襄

+裝置標識L+裝置編號+":" +數值代表將連續調速器的檔位設定到對應數值，例如：#L3:0.6，代表L3輸出檔位引數0.6。

+裝置標識L+裝置編號+":" +數值代表將連續調速器的檔位設定到對應數值，例如：#L3:0.6，代表L3輸出檔位引數0.6。