第三次PTA總結
前言
這兩次pta題目集的難度較之前難度上升還是比較大的，最主要的原因是因為答案提交之後移除了測試點的告知，導致寫的時候有點摸不著頭腦，很難找出自己的錯誤
設計與分析
第七次題目集
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%
理解裝置和連線規則：
首先，理解各種控制裝置（開關、分檔調速器、連續調速器、互斥開關）和受控裝置（燈、風扇、窗簾）的工作原理和它們在電路中的作用。
明確輸入引腳和輸出引腳的概念，以及它們是如何在電路中連線的。
設計資料結構：
為不同型別的裝置設計類（例如，開關類、調速器類、燈類等），包含它們的屬性（如狀態、電壓、電阻等）和方法（如切換狀態、調節亮度或速度等）。
解析輸入資訊：
編寫程式碼來解析輸入的裝置資訊、連線資訊、控制調節資訊等。這可能涉及到字串分割、資料結構的更新等操作。
構建電路模型：
根據輸入資訊構建電路的模型，包括串聯電路和並聯電路。使用圖或樹的資料結構來表示電路的連線關係。
電路計算：
根據電路模型和歐姆定律等基本電路原理，編寫函式來計算電路中各個點的電壓和電流。注意處理開關和調速器的狀態變化對電路的影響。
狀態更新與輸出：
根據計算結果更新裝置的狀態，如燈的亮度、風扇的轉速、窗簾的開合比例等。
按照題目要求的格式輸出每個裝置的狀態或引數。
考慮特殊情況：
考慮並聯和串聯電路的特殊情況，如互斥開關的限流電阻、調速器的輸入只能直接連線到電源等。
編寫輸出函式：
根據計算結果和裝置的狀態編寫輸出函式，格式化輸出資訊。
測試和驗證：
使用提供的輸入樣例來測試你的程式，確保輸出與樣例匹配，驗證電路模擬的準確性。
迭代和最佳化：
根據題目要求，考慮後續迭代設計，可能包括電路結構變化、計算方式變化和電路元件變化。
在程式設計實現時，需要注意以下幾點：
使用適當的資料型別來避免精度誤差。
確保電路連線的順序和邏輯正確。
考慮電路中可能出現的各種情況，如短路、過載等，並在設計中予以處理。
第八次題目集
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。
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。
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：
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。
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
這道題在上一道題的基礎上給出一點類的設計的建議
類的設計建議：
CircuitDevice:
屬性：裝置識別符號、裝置編號、狀態、電阻、最大電流限制。
方法：更新狀態、計算電壓、檢查電流限制。
ControlDevice (繼承自 CircuitDevice):
特定於控制裝置的屬性和方法，如調速器的檔位。
ControllableDevice (繼承自 CircuitDevice):
特定於受控裝置的屬性和方法，如燈光的亮度計算和風扇的轉速計算。
SeriesCircuit:
屬性：串聯電路中的裝置列表、總電阻。
方法：計算串聯電路的總電壓和電流分配。
ParallelCircuit:
屬性：並聯電路中的子電路列表、總電流。
方法：計算並聯電路的電壓和電流分配。
Diode:
屬性：二極體的導通/截止狀態、正向電阻、反向電阻。
方法：根據電壓差確定導通狀態。
CircuitSystem:
屬性：所有電路裝置、電路拓撲結構。
方法：解析輸入、構建電路模型、執行電路計算、輸出結果。
踩坑心德
輸出格式不匹配：
輸出資訊的格式與題目要求不一致，例如，裝置狀態或引數的輸出缺少必要的資訊，或者引腳電壓的輸出格式不正確。
二極體方向性理解錯誤：
對二極體的導通方向理解錯誤，導致在計算透過二極體的電流時出現邏輯錯誤。
電路拓撲結構處理不當：
對於複雜的電路拓撲結構，如並聯電路中包含並聯的情況，處理不當可能導致電路模擬結果不準確。
初始狀態假設錯誤：
假設所有裝置初始狀態均為關閉或特定狀態，而沒有根據題目要求或輸入資訊正確設定初始狀態。
異常情況處理不足：
沒有充分考慮和處理電路中的異常情況，例如裝置損壞、電源故障等，導致在這些情況下無法正確響應。
改進建議
增強輸入驗證：
增加對輸入資料的驗證邏輯，確保所有輸入的裝置識別符號、連線資訊和電路結構都是有效的，避免因輸入錯誤導致的程式錯誤或不合理的電路模擬。
提供更詳細的使用者指南和示例：
為參賽者提供更詳細的題目說明，包括各種裝置的工作原理、電路連線規則以及更豐富的示例輸入和預期輸出，幫助參賽者更好地理解題目要求。
增加視覺化工具：
提供或允許使用電路圖視覺化工具，幫助參賽者更直觀地理解電路結構和連線方式，減少因理解錯誤而導致的設計問題。
最佳化電路模擬效能：
考慮電路模擬的效率和效能，特別是在處理大規模或複雜電路時，最佳化演算法和資料結構，減少計算時間和記憶體消耗。
引入動態互動式元素：
允許參賽者透過互動式介面實時調整電路引數（如開關狀態、調速器檔位等），並立即看到電路狀態的變化，增加題目的互動性和教育性。