1. 前言
- 知識點：
繼承，多型，類設計 - 題量：一次一道題，1000行程式碼左右，還行，不多
- 難度：
- 家居強電電路模擬程式-3 ：略難，主要是互斥開關好難設計啊！！！不知道要怎麼寫
- 家居強電電路模擬程式-4 ：太難啦，提示和沒有一樣啊！！！真的找不到還有哪裡錯啦，想不到啊啊啊！！！
2. 設計與分析
- 家居強電電路模擬程式-3：
題目：
新增內容：
互斥開關：
互斥開關有3個引腳：1個是彙總引腳，另兩個是分支引腳。
開關電路示意圖如圖1所示，
左邊是彙總引腳，編號為1；
右邊兩個是分支引腳，右上的輸出引腳為2，右下輸出引腳為3。
圖中1、2、3引腳均可以是輸入引腳，當
1為輸入引腳時，2、3引腳為輸出引腳；
1為輸出引腳時，2、3引腳為輸入引腳。
互斥開關只有兩種狀態：
開關接往上面的2號引腳、接往下面的3號引腳。
開關每次只能接通其中一個分支引腳，而另一個分支引腳處於斷開狀態。
互斥開關的預設狀態為1、2引腳接通，1、3引腳斷開。
為避免短路，互斥開關設定了限流電阻，12引腳之間預設電阻為5，13引腳之間預設電阻為10。
受控窗簾：
受控窗簾的電路符號為S，其最低工作電壓為50V，電壓達到或超過50V，窗簾即可正常工作，不考慮室外光照強度和室內空間大小等因素，窗簾受室內燈光的光照強度控制。
當電路中所有燈光的光照強度總和在[0,50)lux範圍內，窗簾全開；
在[50,100)lux範圍內，窗簾開啟比例為0.8；
在[100,200)lux範圍內，窗簾開啟比例為0.6；
在[200,300)lux範圍內，窗簾開啟比例為0.4；
在[300,400)lux範圍內，窗簾開啟比例為0.2；
在400lux及以上範圍內，窗簾關閉。
當電壓低於50V，窗簾不工作，預設為全開狀態。
如果電路中沒有燈或者燈全部關閉，光照強度為0，窗簾處於全開狀態。
受控裝置電阻：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，窗簾電阻為15。
本次迭代考慮多個並聯電路串聯在一起的情況。
本題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T3的一個部分，本題考慮這種型別的輸入。
SourceMontor的生成報表：
主要類設計：
設計分析：
- 互斥開關
有2種連線方式，對應不同電阻
1-2 5Ω
1-3 10Ω
預設1-2閉合，1-3開啟
加一個屬性int state表示互斥開關的狀態，是1-2還是1-3
構造方法預設為state=2（即1-2）
輸出時輸出1-2的狀態
設計如下：
- 窗簾
作為Equipment的子類
設計如下：
窗簾的open設定要在電路設定好電壓得到光照強度後才能設定
- SetCurtain類
獲取電路中光照強度之和，新增到窗簾類中
4.ParseInput類
串聯中可以有並聯，對ParseInput轉化為串聯電路的方法進行修改
- 家居強電電路模擬程式-4：
題目：
本題新增內容：
1）增加管腳電壓的顯示
在輸出每個電器的狀態資訊後，再依次輸出該電器每個管腳的電壓。（格式詳見輸出資訊部分）
2）電流限制
電器在工作時，過大的電流會引起電器過熱，從而燒壞電路。本次迭代，每個元器件都有最大電流的設定，當實時電流超過最大電流時，在該電器輸出資訊的最後加入提示“exceeding current limit error”，與前面的資訊之間用英文空格分隔。
例如：@B1:190 68-17 exceeding current limit error
本題各類電器的最大限定電流如下：
開關20、分檔調速器18、連續調速器18、白熾燈9、日光燈5、吊扇12、落地扇14、互斥開關20、受控窗簾12、二極體8。
3）短路檢測
如果電路出現無窮大的電流造成短路，所有元器件資訊不輸出，僅輸出提示“short circuit error”
4）並聯電路中包含並聯
本次迭代考慮並聯電路中包含並聯電路的情況，即構成並聯電路的串聯電路可以包含別的並聯電路。例如如下輸入的電路，並聯電路M2的其中一條串聯電路T4中包含了另一條並聯電路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）二極體
增加二極體元件，其電路特性為：正向導通，反向截止；其電器符號如圖4所示，當電流從左至右流過時，二極體導通”conduction”，電阻為0；電流從右至左流動時，二極體截止”cutoff”，電阻無窮大，相當於開關開啟。
二極體的識別符號為’P’，左側管腳編號為1，右側管腳編號為2。
二極體如果兩端電壓相等，沒有電流流過，分以下兩種情況輸出：
1、如果兩端電壓為0，二極體的導通/截止狀態由接入方向決定，1號引腳靠近電源則狀態為導通，反之為截止。
2、如果兩端電壓不為0，二極體導通。
SourceMontor的生成報表：
類圖：
設計分析：
把互斥開關作為開關的一個子類，開關直接作為CircuitElement的子類
調控器類如下：
二極體作為Equipment的子類，設計如下：
類似於開關
上一次程式碼使用不方便，本次進行了重構
InputClassify類對輸入資訊進行分類
ToCircuitElements類把電路中的元件拆分並初始化物件
ConnectTheCircuit類根據輸入資訊，把電路連線起來
Output對幹路進行處理並輸出
控制資訊的處理在Main中進行，電壓設定也在Main中進行
3. 踩坑心得
- 家居強電電路模擬程式-3 ：
1.串聯電路（幹路除外）中含有並聯電路會讀取失敗
輸入：
錯誤輸出：
正確輸出：
2.互斥開關輸出有問題，當開關時1-3連線時會不輸出
輸入：
錯誤輸出：
正確輸出：
- 家居強電電路模擬程式-4 ：
1.互斥開關的3號引腳輸出錯誤
（測試點2）
錯誤輸出：
正確輸出：
2.只考慮了開關和二極體的引腳會反接，沒有考慮其他電器元件的引腳會反接，受控窗簾忘記設定光照強度了
（測試點23）
錯誤輸出：
正確輸出：
3.互斥開關設計有問題，導致引腳電壓輸出錯誤或調控失效或輸出1-3狀態
輸入：
#T4:[IN H3-1] [H3-2 H1-2] [H1-1 OUT]
#T5:[IN H3-1] [H3-3 H1-3] [H1-1 OUT]
#M2:[T4 T5]
#T3:[VCC K2-1] [K2-2 M2-IN] [M2-OUT D1-1] [D1-2 GND]
#K2
end
執行結果：
錯誤輸出：
@K2:closed 220-220
@D1:346 146-0
@H1:closed 146-183-146
@H3:closed 220-183-146
正確輸出：
@K2:closed 220-220
@D1:346 146-0
@H1:closed 146-183-0
@H3:closed 220-183-0
4.斷路中電器元件引腳電壓設定不正確
用例：
輸入：
#T1:[IN H1-1][H1-3 B1-1][B1-2 H2-2][H2-1 OUT]
#T2:[IN H1-1][H1-2 R1-1][R1-2 H2-3][H2-1 OUT]
#T3:[IN P1-2][P1-1 P2-2][P2-1 P3-2][P3-1 OUT]
#T4:[IN H5-1][H5-2 H6-1][H6-2 H7-1][H7-2 OUT]
#M1:[T1 T2 T3 T4]
#T5:[VCC R2-1][R2-2 M1-IN][M1-OUT R3-1][R3-2 GND]
end
執行結果：
錯誤輸出：
@B1:0 44-44
@R1:0 176-176
@R2:180 220-176 exceeding current limit error
@R3:180 44-0 exceeding current limit error
@H1:closed 176-176-44
@H2:closed 44-44-176
@H5:closed 176-132-0
@H6:closed 132-88-0
@H7:closed 88-44-0
@P1:cutoff 44-176
@P2:cutoff 44-44
@P3:cutoff 44-44
正確輸出：
@B1:0 44-44
@R1:0 176-176
@R2:180 220-176 exceeding current limit error
@R3:180 44-0 exceeding current limit error
@H1:closed 176-176-44
@H2:closed 44-44-176
@H5:closed 176-132-0
@H6:closed 132-88-0
@H7:closed 88-44-0
@P1:cutoff 0-176
@P2:cutoff 0-0
@P3:cutoff 44-0
5.測試點32輸出有問題，受控窗簾在電壓小於50V時要改成0才能正確，而不是100
4. 改進建議
- 家居強電電路模擬程式-3 ：
1.輸入資訊的處理是一行一行先轉化為電路，再調控資訊，查詢不方便
2.幹路應該也當作串聯電路處理，這樣就可以用到串聯電路類中的方法，加強程式碼的複用
3.程式碼有太多重複的地方，有的程式碼在類的方法中有處理，但卻沒有去用類的方法。
- 家居強電電路模擬程式-4 ：
1.互斥開關的設計不合理，使用太麻煩了，應該設計一個更好的
2.串聯電路中設定電壓的方法有不足，考慮不全面，有特殊情況會出錯
5. 總結
1.在類設計和處理輸入資訊時，考慮有所不全，不方便處理，所以在PTA-8時進行了重構，以後在做類設計時應該多思考父類與子類的關係，輸入資訊處理是否方便
2.在寫PTA時，程式碼太長，類和類的方法太多，會導致自己忘記了自己寫過什麼，導致在寫Main類main方法時會有重複的地方，所以一個類的方法應該儘量的少一點，要遵守單一職責，不能什麼方法都寫
6. 課程的改進建議及意見
我認為本課程設計還是比較好學的，只要能跟上節奏還是比較容易懂的，但是設計模式上課時聽懂的難度比較的大，還需要在課後不斷學習。
pta題目集的難度是從簡單一次次迭代變難，但花了時間寫還是可以80分以上的。pta的題目每過一個月要是能講一下大作業的思路就好了。