題目集6-8次作業總結

一、前言
本次我們這個學期最後一次blog作業，作業量不算多，總共有三次的題目集，每次只有一道大題。但是對於我來說難度有點大，依舊是電路題的迭代，由一開始的串聯電路，到串聯電路中包含一個並聯電路，串聯電路和多個並聯電路，串聯電路和多個並聯電路，且並聯電路中還包含了串聯電路，且電路中的元件也不斷增加，還增加了電流，電阻等屬性。主要考察的還是類的設計，hashmap的使用，arraylist的使用，以及相應的邏輯能力。

二、題目集分析

（1）第一題：

• 題目內容

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。

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。

調速器的輸入引腳編號為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。
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表示K1的1引腳，K3的2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。
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：

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）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
程式碼長度限制
40 KB
時間限制
1000 ms
記憶體限制
64 MB
棧限制
8192 KB

• 題目分析

題目要求一個串聯總電路內包含一個並聯電路，這意味著要新建一個並聯類電路，繼承於Circuit_equipment，且並聯電路內還需含有ArrayList<Series_circuit>儲存串聯電路。

• 程式碼分析

總共設計了二十個類，類的數量較多。

• 部分原始碼

Circuit_equipment

點選檢視程式碼

public abstract class Circuit_equipment {
protected String name;
protected double i;
protected double r;
protected double voltage;
public Circuit_equipment() {
	super();
	// TODO 自動生成的建構函式存根
}
public Circuit_equipment(String name, double i, double r, double voltage) {
	super();
	this.name = name;
	this.i = i;
	this.r = r;
	this.voltage = voltage;
}
public String getName() {
	return name;
}
public void setName(String name) {
	this.name = name;
}
public double getI() {
	return i;
}
public void setI(double i) {
	this.i = i;
}
public double getR() {
	return r;
}
public void setR(double r) {
	this.r = r;
}
public double getVoltage() {
	return voltage;
}
public void setVoltage(double voltage) {
	this.voltage = voltage;
}
protected abstract double getPin2();
	

}

Control_equipment

點選檢視程式碼

public abstract class Control_equipment extends Circuit_equipment{
protected String name;
protected double pin1;//輸入引腳
protected double pin2;//輸出引腳電位
	public Control_equipment() {
		// TODO 自動生成的建構函式存根
	}
	
	
	public Control_equipment(double r, double i, String name, double pin1, double pin2) {
		super();
		this.r = r;
		this.name = name;
		this.pin1 = pin1;
		this.pin2 = pin2;
	}


	public String getName() {
		return name;
	}

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

	public double getPin1() {
		return pin1;
	}

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

	public double getPin2() {
		return pin2;
	}


	public double getR() {
		return r;
	}


	public void setR(double r) {
		this.r = r;
	}



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


	//設定輸出電位
	public abstract void setPin2() ;
	
	

}

Controlled_equipment

點選檢視程式碼

public abstract class Controlled_equipment extends Circuit_equipment{

	protected double r;
	protected String name;
	protected int state=0;//開
	public Controlled_equipment() {
		// TODO 自動生成的建構函式存根
	}
	
	public String getName() {
		return name;
	}

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

	public int getState() {
		return state;
	}
	public void setState(int state) {
		this.state = state;
	}

	public double getR() {
		return r;
	}

	public void setR(double r) {
		this.r = r;
	}

	public void print() {
		// TODO 自動生成的方法存根
		
	}

	
}

新增的電路元件

Pedestal_fan

點選檢視程式碼

public class Pedestal_fan extends Fan{

	public Pedestal_fan() {
		super();
		super.r=20;
		// TODO 自動生成的建構函式存根
	}

	public Pedestal_fan(double pin1, double pin2, double speed) {
		super(pin1, pin2, speed);
		// TODO 自動生成的建構函式存根
	}

@Override 
	public void setSpeed() {
	if(super.voltage>=80&&super.voltage<=99) {
		this.speed=80;
	}
	else if(super.voltage>=100&&super.voltage<=119){
		this.speed=160;
	}
	else if(super.voltage>=120&&super.voltage<=139) {
		this.speed=260;
	}else if(super.voltage>=140) {
		this.speed=360;
	}
	}

}

類圖展示：

（2）第二題

• 題目內容
  7-1 家居強電電路模擬程式-3
  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-2”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、互斥開關。

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（接往電源端），而另一個則是輸出引腳（接網接地端）。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。
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。

圖1中所示的互斥開關可以反過來接入電路，即彙總引腳接往接地端，兩個分支引腳接往電源端。
image.png

圖1 互斥開關

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。

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。

開關、調速器的初始狀態/檔位為0。

調速器的輸入引腳編號為1，輸出引腳編號為2。
除互斥開關外，其他控制裝置的電阻為 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。
本次迭代模擬兩種風扇。

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。
落地扇：

工作電壓區間為 80V-150V，對應轉速區間為 80-360 轉/分鐘；[80V,100V) 對應轉速為 80 轉/分鐘；[100,120)V 對應轉速為 160 轉/分鐘；[120,140)V 對應轉速為 260 轉/分鐘；大於等於 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）。

本次迭代模擬一種受控窗簾：

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。

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、H、S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、互斥開關、受控窗簾。

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。

開關、分檔調速器、連續調速器的輸入引腳編號為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。
互斥開關的引腳編號已經在互斥開關的介紹部分說明。
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]表示K1的1引腳，K3的2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。
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、互斥開關調節資訊格式：

+裝置標識K+裝置編號，例如：#K2，代表切換K2開關的狀態。

+裝置標識H+裝置編號，例如：#H2，代表切換H2互斥開關的狀態。

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。
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。
只要不因短路而造成無窮大的電流燒壞電路(如電路中的部分短接)，都是合理情況，在測試點的考慮範圍之內。會造成無窮大的電流的短路本次迭代不考慮。

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。

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、互斥開關、受控窗簾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
互斥開關顯示1、2引腳的接通狀態，接通時顯示closed，斷開時顯示turned on。

如：

@H1:turned on

受控窗簾顯示窗簾開啟的百分比，如：

@S1:80%

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：

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）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

輸入樣例1:
在這裡給出一組輸入。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
輸出樣例1:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:closed
@K3:turned on
@B1:87
@B2:0
@D1:0
@D2:262
@H1:closed
輸入樣例2:
在這裡給出一組輸入。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
輸出樣例2:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:closed
@K3:turned on
@B1:87
@B2:0
@D1:0
@D2:262
@H1:closed
輸入樣例3:
在這裡給出一組輸入。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
輸出樣例3:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:closed
@K3:closed
@B2:71
@R1:180
@S1:40%
輸入樣例4:
在這裡給出一組輸入。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
輸出樣例4:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:closed
@K3:closed
@D1:200
@D2:200
輸入樣例5:
在這裡給出一組輸入。例如：

T3:[VCC B2-1] [B2-2 K1-1] [K1-2 S1-1] [S1-2 H1-1] [H1-2 GND]

K1

end
輸出樣例5:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@B2:95
@H1:closed
@S1:80%
程式碼長度限制
100 KB
時間限制
1000 ms
記憶體限制
64 MB
棧限制
8192 KB

• 題目分析
  本次題目在上一次的題目上增加了一點要求，由只包含一個並聯電路改為可包含多個並聯電路，且增加了一個電路元件，互斥開關，接上不同的接頭電阻也會不同，這就要求能夠根據電路資訊來改變它的電阻。

• 部分原始碼

Parallel_circuit

點選檢視程式碼

public class Parallel_circuit extends Circuit_equipment{
//	private HashMap<String, ArrayList<Series_circuit>> series_circuit=new HashMap<>();//本電路名稱電路裝置
	private ArrayList<String> circuitList=new ArrayList<>();//電路資訊列表
	private HashMap<String , Series_circuit> series_circuit=new HashMap<>();
	public ArrayList<Circuit_equipment> totalequipments=new ArrayList<>();
	private int state=1;//電路連線狀態
	private double totalr;
	public Parallel_circuit() {
		// TODO 自動生成的建構函式存根
	}

	
	public void Distribute_SVoltage() {
		setState();
		setTotalR();
		for(Series_circuit a:this.series_circuit.values()) {
			if(a.getState()==1) {
			double voltage=(a.getTotalr()/this.totalr)*super.voltage;
			a.setVoltage(voltage);
			}else {
				a.setVoltage(0);
			}
		}
	}
	
	public void setTotalR() {
		double r=0;
		for(Series_circuit a:this.series_circuit.values()) {
			if(a.getState()==1)
			r=r+(1/a.getR());
		}
		this.totalr=1/r;
	}
	
	//設定串電路狀態
	public void setState() {
		if(!series_circuit.isEmpty()) {
			boolean b=false;
			for(Series_circuit a:this.series_circuit.values()) {
				if(a.getState()==1) {
					b=true;
					this.state=1;
				}
			}
		}
	}





	public ArrayList<String> getCircuitList() {
		return circuitList;
	}


	public void setCircuitList(ArrayList<String> circuitList) {
		this.circuitList = circuitList;
	}



	public HashMap<String, Series_circuit> getSeries_circuit() {
		return series_circuit;
	}


	public void setSeries_circuit(Series_circuit series_circuit) {
		this.series_circuit .put(series_circuit.getName(), series_circuit);
	}


	public int getState() {
		return state;
	}


	public void setState(int state) {
		this.state = state;
	}


	public double getTotalr() {
		return totalr;
	}


	public void setTotalr(double totalr) {
		this.totalr = totalr;
	}


	public ArrayList<Circuit_equipment> getTotalequipments() {
		return totalequipments;
	}


	public void setTotalequipments() {
		for(Series_circuit a:this.series_circuit.values()) {
			this.totalequipments.addAll(a.getTotalequipments());
		}
	}


	public void setSeries_circuit(HashMap<String, Series_circuit> series_circuit) {
		this.series_circuit = series_circuit;
	}
	
	
}

Mutex_switch

點選檢視程式碼

public class Mutex_switch extends Control_equipment{

	private String state="open";
	private double pin3;
	public Mutex_switch() {
		// TODO 自動生成的建構函式存根
		super();
		
		
	}
	public Mutex_switch(double pin3) {
		super();
		this.pin3 = pin3;
	}
	
	
	public String getState() {
		return state;
	}
	//
	public void setState(int a,int b) {
		if((a==1&&b==2)||(a==2&&b==1)) {
			this.state="closed";
		}
	}
	
	public double getPin3() {
		return pin3;
	}
	public void setPin3(double pin3) {
		this.pin3 = pin3;
	}
	//
	public void setR(String a,String b) {
		if((a.equals("1")&&b.equals("2"))||(a.equals("2")&&b.equals("1"))) {
			super.r=5;
		}else if((a.equals("1")&&b.equals("3"))||(a.equals("3//t.lenovo.cn/3EzqQn"
				+ "3")&&b.equals("1"))) {
			super.r=10;
		}
	}
	
	@Override
	public void print() {
		System.out.println("@"+super.name+":"+this.state);
	}

}

（3）第三題

• 題目內容

7-1 家居強電電路模擬程式-4
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-3”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、互斥開關。

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（接往電源端），而另一個則是輸出引腳（接網接地端）。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。
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。
圖1中所示的互斥開關可以反過來接入電路，即彙總引腳接往接地端，兩個分支引腳接往電源端。

image.png

圖1 互斥開關

為避免短路，互斥開關設定了限流電阻，1、2引腳之間預設電阻為5，1、3引腳之間預設電阻為10。

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。

開關、調速器的初始狀態/檔位為0。

開關的兩個引腳編號為1、2。
除互斥開關外，其他控制裝置的電阻為 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。
本次迭代模擬兩種風扇。

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。
落地扇：

工作電壓區間為 80V-150V，對應轉速區間為 80-360 轉/分鐘；[80V,100V) 對應轉速為 80 轉/分鐘；[100,120)V 對應轉速為 160 轉/分鐘；[120,140)V 對應轉速為 260 轉/分鐘；大於等於 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）。

本次迭代模擬一種受控窗簾：

受控串聯的電路符號為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。

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、H、S、P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、互斥開關、受控窗簾、二極體（見第6部分說明）。

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1號引腳。
開關、分檔調速器、連續調速器的兩個引腳編號為1、2。
受控裝置的兩個引腳編號分別為1、2。
互斥開關的引腳編號已經在互斥開關的介紹部分說明。

約束條件：
不同裝置的編號可以相同。
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]表示K1的1號引腳，K3的2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。
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。

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、互斥開關調節資訊格式：

+裝置標識K+裝置編號，例如：#K2，代表切換K2開關的狀態。

+裝置標識H+裝置編號，例如：#H2，代表切換H2互斥開關的狀態。

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，串聯電路資訊由 n 個連線資訊組成，連線資訊按從靠電源端到接地端順序依次輸入，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。
在本題中，並聯電路M中的串聯電路可以包含別的並聯電路。

約束條件：

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。
只要不因短路而造成無窮大的電流燒壞電路(如電路中的部分短接)，都是合理情況。
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和並聯電路的情況。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\T2兩條串聯電路是T3的一個部分，本題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、互斥開關、受控窗簾、二極體（見第6部分說明）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）+" "+裝置所有引腳的電壓（按編號從小到大順序依次輸出，電壓的小數部分直接丟棄，保留整數輸出，電壓之間用”-”分隔）

說明：
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 32-15
@B1:190 68-17
@L1:0.60 220-176
互斥開關按1、2引腳的接通狀態顯示，1，2接通-1，3斷開時顯示closed，1，3接通-1，2斷開時顯示turned on。
如：
@H1:turned on
受控窗簾顯示窗簾開啟的百分比，如：
@S1:80%

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靠電源端到靠接地端的順序依次輸入，不會出現錯位的情況。VCC/IN一定是第一個連線的第一項，GND/OUT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。

5）本系列題目中元件的管腳除了互斥開關的1引腳，其他所有引腳在電路中最多隻出現一次。

6、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。

image.png

圖2 二極體符號

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。

7、設計建議
本題包含以下電路圖中的所有連線情況：

image.png

圖3 電路示意圖

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4：建議設計類圖

輸入樣例1:
在這裡給出一組輸入。例如：

T1:[IN P2-2] [P2-1 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]

T3:[VCC K2-1] [K2-2 M2-IN] [M2-OUT GND]

K1

K2

end
輸出樣例1:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed 220-220 exceeding current limit error
@K2:closed 220-220 exceeding current limit error
@K3:turned on 220-0
@B1:200 220-0 exceeding current limit error
@D1:0 0-0
@H1:closed 0-0-0
@P2:cutoff 0-0
輸入樣例2:
在這裡給出一組輸入。例如：

T1:[IN P2-1] [P2-2 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]

T3:[VCC K2-1] [K2-2 M2-IN] [M2-OUT GND]

K1

K3

K2

end
輸出樣例2:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:closed 220-220 exceeding current limit error
@K2:closed 220-220 exceeding current limit error
@K3:closed 220-220 exceeding current limit error
@B1:200 220-0 exceeding current limit error
@D1:0 220-220
@H1:closed 0-220-220 exceeding current limit error
@P2:conduction 220-220 exceeding current limit error
輸入樣例3:
在這裡給出一組輸入。例如：

T1:[IN P2-2] [P2-1 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]

T3:[VCC K2-1] [K2-2 M2-IN] [M2-OUT GND]

K1

K3

K2

end
輸出樣例3:
在這裡給出相應的輸出。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
輸入樣例4:
在這裡給出一組輸入。例如：

T3:[VCC K2-1] [K2-2 GND]

K2

end
輸出樣例4:
在這裡給出相應的輸出。例如：

short circuit error
輸入樣例5:
在這裡給出一組輸入。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，反之截止。 例如：

T3:[VCC K2-2] [K2-1 P1-1] [P1-2 K1-2] [K1-1 GND]

end
輸出樣例5:
在這裡給出相應的輸出。例如：

@K1:turned on 0-0
@K2:turned on 0-220
@P1:conduction 0-0
輸入樣例6:
在這裡給出一組輸入。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，反之截止。 例如：

T3:[VCC K2-2] [K2-1 P1-2] [P1-1 K1-2] [K1-1 GND]

end
輸出樣例6:
####### 。例如：

@K1:turned on 0-0
@K2:turned on 0-220
@P1:cutoff 0-0
程式碼長度限制
100 KB
時間限制
1500 ms
記憶體限制
64 MB
棧限制
8192 KB

• 題目分析

這次題目難度提升較大，需要更改的程式碼內容很多，題目增加了二極體的電路元件，且電路也變得更加複雜，不僅存在多個並聯電路，而且並聯電路中還存在串聯電路和並聯電路。題目要求輸出各個裝置接頭的電勢以及電流是否過大的資訊。

• 程式碼分析
  共二十三個類，程式碼發生了較大的變化

• 部分原始碼

Doide

點選檢視程式碼

public class Doide extends Control_equipment{
private int state;

	public Doide() {
		// TODO 自動生成的建構函式存根
	}

	
	public int getState() {
		return state;
	}


	public void setState(String num1,String num2) {
		if(num1.equals("1")&&num2.equals("2")) {
			this.state=0;
		}else if(num1.equals("2")&&num2.equals("1")) {
			this.state=1;
		}
	}
	@Override
	public void expendMaxI() {
		print();
		printPin();
		// TODO 自動生成的方法存根
		if(this.i>this.maxI) {
			System.out.println(" exceeding current limit error");
		}
	}
	@Override
	public void printPin() {
		// TODO 自動生成的方法存根
		System.out.print(" "+this.pin1+"-"+this.pin2);
	}

	@Override
	public void print() {
		// TODO 自動生成的方法存根
		if(state==1) {
			System.out.println("@"+this.name+":conduction");
		}else if(state==0) {
			System.out.println("@"+this.name+":cutoff");
		}
	}

}

踩坑心得

本次題目集我並沒有好好完成，相較於之前的答題類迭代題而言，對我來說，這種電路式迭代更難，需要考慮到電路中可能存在的各種情況，這也需要對物理電路知識有一定的知識儲備。
首先第一個踩坑點就是對於輸入資料的處理，這塊需要改進，對於不同的題目，需要的資料內容會發生改變，而且資料的處理需要進行相應的分塊。
第二個就是將資料轉化為物件，根據相應的資料生成物件並存放在電路中，這裡應該要有一個專門的類進行物件的生成。
第三個就是電路元件的調控。應該在生成物件時就進行調控。

三、總結

在本階段學習期間，我已經能熟練地進行Java程式的編寫，並熟悉arraylist hashmap 繼承，多重繼承，介面，正規表示式等的使用。
但仍然存在一些不足：
1.類的設計不合理
2.資料處理不順

建議與意見
1.希望課堂上可以多講一些例項，這樣對於理論的理解也更加深刻。
2.也可以多多佈置相關的課堂練習，並進行講解，隨學隨用