前言
背景介绍:
继上次PTA题目讲解完，本次博客会进行对后几次题目集的讲解说明和题后总结
目的和目标：
及时反馈学习成果，达到学由所会，及时吸收和深入学习的目的
学习收益:
通过后面几次的题目学习，使得我对java的语法代码以及运用熟练度有了极大的进步，同时也对学习代码语言有了一个更深的学习理解和更好的学习方法
第一题题目介绍:
设计实现答题程序，模拟一个小型的测试，要求输入题目信息、试卷信息、答题信息、学生信息、删除题目信息，根据输入题目信息中的标准答案判断答题的结果。本题在答题判题程序-3基础上新增的内容统一附加在输出格式说明之后，用粗体标明。
输入格式:
程序输入信息分五种，信息可能会打乱顺序混合输入。
1、题目信息
题目信息为独行输入，一行为一道题，多道题可分多行输入。
格式："#N:"+题目编号+" "+"#Q:"+题目内容+" "#A:"+标准答案
格式约束：
1、题目的输入顺序与题号不相关，不一定按题号顺序从小到大输入。
2、允许题目编号有缺失，例如：所有输入的题号为1、2、5，缺少其中的3号题。此种情况视为正常。
样例：#N:1 #Q:1+1= #A:2
#N:2 #Q:2+2= #A:4
2、试卷信息
试卷信息为独行输入，一行为一张试卷，多张卷可分多行输入数据。 \
格式："#T:"+试卷号+" "+题目编号+"-"+题目分值+" "+题目编号+"-"+题目分值+...
格式约束：
题目编号应与题目信息中的编号对应。
一行信息中可有多项题目编号与分值。
样例：#T:1 3-5 4-8 5-2
3、学生信息
学生信息只输入一行，一行中包括所有学生的信息，每个学生的信息包括学号和姓名，格式如下。
格式："#X:"+学号+" "+姓名+"-"+学号+" "+姓名....+"-"+学号+" "+姓名
格式约束：
答案数量可以不等于试卷信息中题目的数量，没有答案的题目计0分，多余的答案直接忽略，答案之间以英文空格分隔。
样例：
#S:1 #A:5 #A:22
1是试卷号
5是1号试卷的顺序第1题的题目答案
4、答卷信息
答卷信息按行输入，每一行为一张答卷的答案，每组答案包含某个试卷信息中的题目的解题答案，答案的顺序号与试 卷信息中的题目顺序相对应。答卷中：
格式："#S:"+试卷号+" "+学号+" "+"#A:"+试卷题目的顺序号+"-"+答案内容+...
格式约束：
答案数量可以不等于试卷信息中题目的数量，没有答案的题目计0分，多余的答案直接忽略，答案之间以英文空格分隔。
答案内容可以为空，即””。
答案内容中如果首尾有多余的空格，应去除后再进行判断。
答卷信息中仅包含试卷号、学号，而没有后续内容的，视为一张空白卷，为有效信息，不做格式错误处理。
样例：
#T:1 1-5 3-2 2-5 6-9 4-10 7-3
#S:1 20201103 #A:2-5 #A:6-4
1是试卷号
20201103是学号
2-5中的2是试卷中顺序号，5是试卷第2题的答案，即T中3-2的答案
6-4中的6是试卷中顺序号，4是试卷第6题的答案，即T中7-3的答案
注意：不要混淆顺序号与题号
5、删除题目信息
删除题目信息为独行输入，每一行为一条删除信息，多条删除信息可分多行输入。该信息用于删除一道题目信息，题目被删除之后，引用该题目的试卷依然有效，但被删除的题目将以0分计，同时在输出答案时，题目内容与答案改为一条失效提示，例如：”the question 2 invalid~0”
格式："#D:N-"+题目号
格式约束：
题目号与第一项”题目信息”中的题号相对应，不是试卷中的题目顺序号。
本题暂不考虑删除的题号不存在的情况。
样例：
#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
输出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=5false
the question 2 invalid~0
20201103 Tom: 0 0~0
答题信息以一行"end"标记结束，"end"之后的信息忽略。
输出格式:
1、试卷总分警示
该部分仅当一张试卷的总分分值不等于100分时作提示之用，试卷依然属于正常试卷，可用于后面的答题。如果总分等于100 分，该部分忽略，不输出。
格式："alert: full score of test paper"+试卷号+" is not 100 points"
约束：有多张试卷时，按输入信息的先后顺序输出警示。
样例：alert: full score of test paper2 is not 100 points
2、答卷信息
一行为一道题的答题信息，根据试卷的题目的数量输出多行数据。
格式：题目内容+""+答案++""+判题结果（true/false）
约束：如果输入的答案信息少于试卷的题目数量，每一个缺失答案的题目都要输出"answer is null" 。
样例：
answer is null3+2=~5~true4+6=~22~false.answer is null
3、判分信息
判分信息为一行数据，是一条答题记录所对应试卷的每道小题的计分以及总分，计分输出的先后顺序与题目题号相对应。
格式：学号+" "+姓名+": "+题目得分+" "+....+题目得分+"~"+总分
格式约束：
1、没有输入答案的题目、被删除的题目、答案错误的题目计0分
2、判题信息的顺序与输入答题信息中的顺序相同
样例：20201103 Tom: 0 0~0
根据输入的答卷的数量以上2、3项答卷信息与判分信息将重复输出。
4、被删除的题目提示信息
当某题目被试卷引用，同时被删除时，答案中输出提示信息。样例见第5种输入信息“删除题目信息”。
5、题目引用错误提示信息
试卷错误地引用了一道不存在题号的试题，在输出学生答案时，提示”non-existent question~”加答案。例如：
输入：
#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
输出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
non-existent question~0
20201103 Tom: 0~0
如果答案输出时，一道题目同时出现答案不存在、引用错误题号、题目被删除，只提示一种信息，答案不存在的优先级最高，例如：
输入：
#N:1 #Q:1+1= #A:2
#T:1 3-8
#X:20201103 Tom-20201104 Jack-20201105 Www
#S:1 20201103
end
输出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
answer is null
20201103 Tom: 0~0
6、格式错误提示信息
输入信息只要不符合格式要求，均输出”wrong format:”+信息内容。
例如：wrong format:2 #Q:2+2= #4
7、试卷号引用错误提示输出
如果答卷信息中试卷的编号找不到，则输出”the test paper number does not exist”，答卷中的答案不用输出，参见样例8。
8、学号引用错误提示信息
如果答卷中的学号信息不在学生列表中，答案照常输出，判分时提示错误。参见样例9。
本次作业新增内容：
1、输入选择题题目信息
题目信息为独行输入，一行为一道题，多道题可分多行输入。
格式："#Z:"+题目编号+" "+"#Q:"+题目内容+" "#A:"+标准答案
格式基本的约束与一般的题目输入信息一致。
新增约束：标准答案中如果包含多个正确答案（多选题），正确答案之间用英文空格分隔。
例如：
#Z:2 #Q:宋代书法有苏黄米蔡四家，分别是： #A:苏轼 黄庭坚 米芾 蔡襄
多选题输出：
输出格式与一般答卷题目的输出一致，判断结果除了true、false，增加一项”partially correct”表示部分正确。
多选题给分方式：
答案包含所有正确答案且不含错误答案给满分；包含一个错误答案或完全没有答案给0分；包含部分正确答案且不含错误答案给一半分，如果一半分值为小数，按截尾规则只保留整数部分。
例如：
#N:1 #Q:1+1= #A:2
#Z:2 #Q:党十八大报告提出要加强()建设。A 政务诚信 B 商务诚信 C社会诚信 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
输出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=5false
党十八大报告提出要加强()建设。A 政务诚信 B 商务诚信 C社会诚信 D司法公信~A C~partially correct
20201103 Tom: 0 4~4
2、输入填空题题目信息
题目信息为独行输入，一行为一道题，多道题可分多行输入。
格式："#K:"+题目编号+" "+"#Q:"+题目内容+" "#A:"+标准答案
格式基本的约束与一般的题目输入信息一致。
例如：#K:2 #Q:古琴在古代被称为： #A:瑶琴或七弦琴
填空题输出：
输出格式与一般答卷题目的输出一致，判断结果除了true、false，增加一项”partially correct”表示部分正确。
填空题给分方式：
答案与标准答案内容完全匹配给满分，包含一个错误字符或完全没有答案给0分，包含部分正确答案且不含错误字符给一半分，如果一半分值为小数，按截尾规则只保留整数部分。
例如：
#N:1 #Q:1+1= #A:2
#K:2 #Q:古琴在古代被称为： #A:瑶琴或七弦琴
#T:1 1-5 2-10
#X:20201103 Tom
#S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑶琴
end
输出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=5false
古琴在古代被称为：瑶琴partially correct
20201103 Tom: 0 5~5
3、输出顺序变化
只要是正确格式的信息，可以以任意的先后顺序输入各类不同的信息。比如试卷可以出现在题目之前，删除题目的信息可以出现在题目之前等。
例如：
#T:1 1-5 2-10
#N:1 #Q:1+1= #A:2
#K:2 #Q:古琴在古代被称为： #A:瑶琴或七弦琴
#X:20201103 Tom
#S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-古筝
end
输出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=5false
古琴在古代被称为：古筝false
20201103 Tom: 0 0~0
4、多张试卷信息
本题考虑多个同学有多张不同试卷的答卷的情况。输出顺序优先级为学号、试卷号，按从小到大的顺序先按学号排序，再按试卷号。
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-古筝
#S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑶琴或七弦琴
#S:1 20201104 #A:1-2 #A:2-瑟
#S:2 20201104 #A:1-5 #A:2-七弦琴
#X:20201103 Tom-20201104 Jack
#K:2 #Q:古琴在古代被称为： #A:瑶琴或七弦琴
end
输出：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
alert: full score of test paper2 is not 100 points
1+1=5false
古琴在古代被称为：瑶琴或七弦琴true
20201103 Tom: 0 10~10
1+1=2true
古琴在古代被称为：古筝false
20201103 Tom: 8 0~8
1+1=2true
古琴在古代被称为：瑟false
20201104 Jack: 5 0~5
1+1=5false
古琴在古代被称为：七弦琴partially correct
20201104 Jack: 0 10~10
新增的题目异常情况的处理与一般题目相同，具体样例参考上一次大作业的样例说明：
答题判题程序-3题面.pdf
输入样例1:
多选题测试，不含删除。例如：
#N:1 #Q:1+1= #A:2#Z:2 #Q:党十八大报告提出要加强()建设。A 政务诚信 B 商务诚信 C社会诚信 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
输出样例1:
在这里给出相应的输出。例如：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=5false
党十八大报告提出要加强()建设。A 政务诚信 B 商务诚信 C社会诚信 D司法公信~A C~partially correct
20201103 Tom: 0 4~4
输入样例2:
填空题测试，不含删除。例如：
#N:1 #Q:1+1= #A:2#K:2 #Q:古琴在古代被称为： #A:瑶琴或七弦琴#T:1 1-5 2-10#X:20201103 Tom#S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑶琴end
输出样例2:
在这里给出相应的输出。例如：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=5false
古琴在古代被称为：瑶琴partially correct
20201103 Tom: 0 5~5
输入样例3:
乱序测试，不含删除。例如：
#T:1 1-5 2-10#N:1 #Q:1+1= #A:2#K:2 #Q:古琴在古代被称为： #A:瑶琴或七弦琴#X:20201103 Tom#S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-古筝end
输出样例3:
在这里给出相应的输出。例如：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
1+1=5false
古琴在古代被称为：古筝false
20201103 Tom: 0 0~0
输入样例4:
两个同学多张不同试卷的答卷，不含删除。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-古筝#S:1 20201104 #A:1-2 #A:2-瑟#S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-瑶琴或七弦琴#S:2 20201104 #A:1-5 #A:2-七弦琴#X:20201103 Tom-20201104 Jack#K:2 #Q:古琴在古代被称为： #A:瑶琴或七弦琴end
输出样例4:
在这里给出相应的输出。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
古琴在古代被称为：瑶琴或七弦琴true
20201103 Tom: 0 10~10
1+1=2true
古琴在古代被称为：古筝false
20201103 Tom: 8 0~8
1+1=2true
古琴在古代被称为：瑟false
20201104 Jack: 5 0~5
1+1=5false
古琴在古代被称为：七弦琴partially correct
20201104 Jack: 0 10~10
题目分析:
这是一个相当复杂的问题，需要设计一个包含多个类和方法的Java程序来实现。主要的类包括题目信息类（QuestionInfo）、试卷信息类（TestPaperInfo）、学生信息类（StudentInfo）、答卷信息类（AnswerSheetInfo）以及主程序类（Main）。
首先，你需要定义每个类的属性和方法，例如：
QuestionInfo类：包含题目编号、题目内容、标准答案等属性，还可以有方法用于获取和设置这些属性。
TestPaperInfo类：包含试卷号、题目编号和分值等属性，同样可以有获取和设置属性的方法。
StudentInfo类：包含学号、姓名等属性，同样可以有获取和设置属性的方法。
AnswerSheetInfo类：包含试卷号、学号、答案等属性，也需要方法来设置和获取这些属性。
Main类：包含主程序，用于输入题目信息、试卷信息、学生信息、答卷信息、删除题目信息，并根据输入信息进行判断和输出结果。
在Main类中，你需要实现以下功能：
输入题目信息、试卷信息、学生信息、答卷信息、删除题目信息，并保存到对应的类中。
根据输入的答卷信息和题目信息，判断每个学生每道题目的得分情况，并输出判分信息。
根据题目引用错误、答案不存在、删除题目等情况，输出相应的错误信息。
根据试卷总分是否等于100分，输出警示信息。
实现多选题和填空题的判断逻辑，计算得分情况并输出。
实现多张试卷和多个学生的情况，按照规定的输出顺序输出结果。
设计分析与代码展示:
初步设计(框架)
点击查看代码
import java.util.*;// 题目信息类
class QuestionInfo {private int questionNumber;private String questionContent;private String standardAnswer;public QuestionInfo(int questionNumber, String questionContent, String standardAnswer) {this.questionNumber = questionNumber;this.questionContent = questionContent;this.standardAnswer = standardAnswer;}// 其他方法根据需要添加
}// 试卷信息类
class TestPaperInfo {private int paperNumber;private Map<Integer, Integer> questionScores;public TestPaperInfo(int paperNumber, Map<Integer, Integer> questionScores) {this.paperNumber = paperNumber;this.questionScores = questionScores;}// 其他方法根据需要添加
}// 学生信息类
class StudentInfo {private int studentId;private String studentName;public StudentInfo(int studentId, String studentName) {this.studentId = studentId;this.studentName = studentName;}// 其他方法根据需要添加
}// 答卷信息类
class AnswerSheetInfo {private int paperNumber;private int studentId;private List<String> answers;public AnswerSheetInfo(int paperNumber, int studentId, List<String> answers) {this.paperNumber = paperNumber;this.studentId = studentId;this.answers = answers;}// 其他方法根据需要添加
}public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建题目信息QuestionInfo question1 = new QuestionInfo(1, "1+1=", "2");// 创建试卷信息Map<Integer, Integer> questionScores = new HashMap<>();questionScores.put(1, 5); // 第1题得5分TestPaperInfo testPaper1 = new TestPaperInfo(1, questionScores);// 创建学生信息StudentInfo student1 = new StudentInfo(20201103, "Tom");// 创建答卷信息List<String> answers = new ArrayList<>();answers.add("1-2"); // 第1题答案是2AnswerSheetInfo answerSheet1 = new AnswerSheetInfo(1, 20201103, answers);// 判断试卷总分是否为100分int totalScore = 0;for (int score : questionScores.values()) {totalScore += score;}if (totalScore != 100) {System.out.println("alert: full score of test paper" + testPaper1.getPaperNumber() + " is not 100 points");}// 判断答卷信息for (String answer : answerSheet1.getAnswers()) {String[] parts = answer.split("-");int questionNumber = Integer.parseInt(parts[0]);String answerContent = parts[1];String standardAnswer = question1.getStandardAnswer(questionNumber);if (standardAnswer.equals(answerContent)) {System.out.println(question1.getQuestionContent(questionNumber) + "~" + answerContent + "~true");} else {System.out.println(question1.getQuestionContent(questionNumber) + "~" + answerContent + "~false");}}// 计算学生得分int studentScore = 0;for (String answer : answerSheet1.getAnswers()) {String[] parts = answer.split("-");int questionNumber = Integer.parseInt(parts[0]);String answerContent = parts[1];int questionScore = testPaper1.getQuestionScore(questionNumber);if (question1.getStandardAnswer(questionNumber).equals(answerContent)) {studentScore += questionScore;}}System.out.println(student1.getStudentName() + ": " + studentScore);}
}第二题题目介绍
7-1 家居强电电路模拟程序-1
分数 75
作者 蔡轲
单位 南昌航空大学
智能家居是在当下家庭中越来越流行的一种配置方案，它通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能。请根据如下要去设计一个智能家居强电电路模拟系统。
1、控制设备模拟
本题模拟的控制设备包括：开关、分档调速器、连续调速器。
开关：包括0和1两种状态。
开关有两个引脚，任意一个引脚都可以是输入引脚，而另一个则是输出引脚。开关状态为0时，无论输入电位是多少，输出引脚电位为0。当开关状态为1时，输出引脚电位等于输入电位。
分档调速器
按档位调整，常见的有3档、4档、5档调速器，档位值从0档-2（3/4）档变化。本次迭代模拟4档调速器，每个档位的输出电位分别为0、0.3、0.6、0.9倍的输入电压。
连续调速器
没有固定档位，按位置比例得到档位参数，数值范围在[0.00-1.00]之间，含两位小数。输出电位为档位参数乘以输入电压。
所有调速器都有两个引脚，一个固定的输入（引脚编号为1）、一个输出引脚（引脚编号为2）。当输入电位为0时，输出引脚输出的电位固定为0，不受各类开关调节的影响。
所有控制设备的初始状态/档位为0。
控制设备的输入引脚编号为1，输出引脚编号为2。
2、受控设备模拟
本题模拟的受控设备包括：灯、风扇。两种设备都有两根引脚，通过两根引脚电压的电压差驱动设备工作。
灯有两种工作状态：亮、灭。在亮的状态下，有的灯会因引脚电位差的不同亮度会有区别。
风扇在接电后有两种工作状态：停止、转动。风扇的转速会因引脚的电位差的不同而有区别。
本次迭代模拟两种灯具。
白炽灯：
亮度在0~200lux（流明）之间。
电位差为0-9V时亮度为0,其他电位差按比例，电位差10V对应50ux，220V对应200lux，其他电位差与对应亮度值成正比。白炽灯超过220V。
日光灯：
亮度为180lux。
只有两种状态，电位差为0时，亮度为0，电位差不为0，亮度为180。
本次迭代模拟一种吊扇。
工作电压区间为80V-150V，对应转速区间为80-360转/分钟。80V对应转速为80转/分钟，150V对应转速为360转/分钟，超过150V转速为360转/分钟（本次迭代暂不考虑电压超标的异常情况）。其他电压值与转速成正比，输入输出电位差小于80V时转速为0。
输入信息：
1、设备信息
分别用设备标识符K、F、L、B、R、D分别表示开关、分档调速器、连续调速器、白炽灯、日光灯、吊扇。
设备标识用标识符+编号表示，如K1、F3、L2等。
引脚格式：设备标识-引脚编号，例如：K1-1标识编号为1的开关的输入引脚。
三种控制开关的输入引脚编号为1，输出引脚编号为2。
受控设备的两个引脚编号分别为1、2。
约束条件：
不同设备的编号可以相同。
同种设备的编号可以不连续。
设备信息不单独输入，包含在连接信息中。
2、连接信息
一条连接信息占一行，用[]表示一组连接在一起的设备引脚，引脚与引脚之间用英文空格" "分隔。
格式："["+引脚号+" "+...+" "+引脚号+"]"
例如：[K1-1 K3-2 D5-1]表示K1的输入引脚，K3的输出引脚，D5的1号引脚连接在一起。
约束条件：
本次迭代不考虑两个输出引脚短接的情况
考虑调速器输出串联到其他控制设备（开关）的情况
不考虑调速器串联到其他调速器的情况。
不考虑各类控制设备的并联接入或反馈接入。例如，K1的输出接到L2的输入，L2的输出再接其他设备属于串联接线。K1的输出接到L2的输出，同时K1的输入接到L2的输入，这种情况属于并联。K1的输出接到L2的输入，K1的输入接到L2的输出，属于反馈接线。
3、控制设备调节信息
开关调节信息格式：
#+设备标识K+设备编号，例如：#K2，代表切换K2开关的状态。
分档调速器的调节信息格式：
#+设备标识F+设备编号+"+" 代表加一档，例如：#F3+，代表F3输出加一档。#+设备标识F+设备编号+"-" 代表减一档，例如：#F1-，代表F1输出减一档。
连续调速器的调节信息格式：
#+设备标识L+设备编号+":" +数值 代表将连续调速器的档位设置到对应数值，例如：#L3:0.6，代表L3输出档位参数0.6。
4、电源接地标识：VCC，电压220V，GND，电压0V。没有接线的引脚默认接地，电压为0V。
输入信息以end为结束标志，忽略end之后的输入信息。
输出信息：
按开关、分档调速器、连续调速器、白炽灯、日光灯、吊扇的顺序依次输出所有设备的状态或参数。每个设备一行。同类设备按编号顺序从小到大输出。
输出格式：@设备标识+设备编号+":" +设备参数值（控制开关的档位或状态、灯的亮度、风扇的转速，只输出值，不输出单位）
连续调速器的档位信息保留两位小数，即使小数为0，依然显示两位小数.00。
开关状态为0（打开）时显示turned on，状态为1（合上）时显示closed
如：
@K1:turned on
@B1:190
@L1:0.60
本题不考虑输入电压或电压差超过220V的情况。
本题只考虑串联的形式，所以所有测试用例的所有连接信息都只包含两个引脚
本题电路中除了开关可能出现多个，其他电路设备均只出现一次。
电源VCC一定是第一个连接的第一项，接地GND一定是最后一个连接的后一项。
家居电路模拟系列所有题目的默认规则：
1、当计算电压值等数值的过程中，最终结果出现小数时，用截尾规则去掉小数部分，只保留整数部分。为避免精度的误差，所有有可能出现小数的数值用double类型保存并计算，不要作下转型数据类型转换，例如电压、转速、亮度等，只有在最后输出时再把计算结果按截尾规则，舍弃尾数，保留整数输出。
2、所有连接信息按电路从电源到接地的顺序依次输入，不会出现错位的情况。
3、连接信息如果只包含两个引脚，靠电源端的引脚在前，靠接地端的在后。
4、对于调速器，其输入端只会直连VCC，不会接其他设备。整个电路中最多只有一个调速器，且连接在电源上。
家居电路模拟系列1-4题目后续迭代设计：
1、电路结构变化：
迭代1：只有一条线路，所有元件串联
迭代2：线路中包含一个并联电路
迭代3：线路中包含多个串联起来的并联电路
迭代4：并联电路之间可能出现包含关系
电路结构变化示意图见图1。
2、输入信息的变化
串联线路信息：用于记录一段串联电路的元件与连接信息。
例如： #T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT]
#T2:[VCC T1-1] [T1-2 M1-IN] [M1-OUT D2-1] [D2-2 GND]
并联线路信息：用于记录一段并联电路所包含的所有串联电路信息。
例如：#M1:[T1 T2 T3]
3、计算方式的变化
迭代1只包含1个受控元件，不用计算电流，之后的电路计算要包含电流、电阻等电路参数。
4、电路元件的变化
每次迭代会增加1-2个新的电路元件。
image.png
图1：电路结构示意图
设计建议：
1、电路设备类：描述所有电路设备的公共特征。
2、受控设备类、控制设备类：对应受控、控制设备
3、串联电路类：一条由多个电路设备构成的串联电路，也看成是一个独立的电路设备
其他类以及类的属性、方法自行设计。
image.png
图2：建议设计类图
输入样例1:
在这里给出一组输入。例如：
[VCC K1-1]
[K1-2 D2-1]
[D2-2 GND]
#K1
end
输出样例1:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:closed
@D2:360
输入样例2:
在这里给出一组输入。例如：
[VCC K1-1]
[K1-2 D2-1]
[D2-2 GND]
#K1
#K1
end
输出样例2:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:turned on
@D2:0
输入样例3:
在这里给出一组输入。例如：
[VCC F1-1]
[F1-2 D2-1]
[D2-2 GND]
#F1+
end
输出样例3:
在这里给出相应的输出。例如：
@F1:1
@D2:0
输入样例4:
在这里给出一组输入。例如：
[VCC F1-1]
[F1-2 D2-1]
[D2-2 GND]
#F1+
#F1+
end
输出样例4:
在这里给出相应的输出。例如：
@F1:2
@D2:288
输入样例5:
在这里给出一组输入。例如：
[VCC F1-1]
[F1-2 D2-1]
[D2-2 GND]
#F1+
#F1+
#F1+
end
输出样例5:
在这里给出相应的输出。例如：
@F1:3
@D2:360
输入样例6:
在这里给出一组输入。例如：
[VCC L1-1]
[L1-2 D2-1]
[D2-2 GND]
#L1:1.00
end
输出样例6:
在这里给出相应的输出。例如：
@L1:1.00
@D2:360
输入样例7:
在这里给出一组输入。例如：
[VCC L1-1]
[L1-2 D2-1]
[D2-2 GND]
#L1:0.68
end
输出样例7:
在这里给出相应的输出。例如：
@L1:0.68
@D2:358
输入样例8:
在这里给出一组输入。例如：
[VCC L1-1]
[L1-2 B2-1]
[B2-2 GND]
#L1:0.68
end
输出样例8:
在这里给出相应的输出。例如：
@L1:0.68
@B2:149
输入样例9:
在这里给出一组输入。例如：
[VCC L1-1]
[L1-2 B2-1]
[B2-2 GND]
#L1:1.00
end
输出样例9:
在这里给出相应的输出。例如：
@L1:1.00
@B2:200
输入样例10:
在这里给出一组输入。例如：
[VCC L1-1]
[L1-2 R2-1]
[R2-2 GND]
#L1:1.00
end
输出样例10:
在这里给出相应的输出。例如：
@L1:1.00
@R2:180
题目分析
以下是对题目进行分析并设计相应的 Java 类的思路：
首先，我们需要设计一个电路设备的抽象类（例如 CircuitDevice），包含设备标识符、输入引脚编号、输出引脚编号等属性，并且定义一个抽象方法来处理输入信息。这个类将作为其他具体设备类的基类。
根据题目描述，我们可以设计具体的控制设备类（如 SwitchDevice、GearShiftDevice、ContinuousAdjustmentDevice），以及受控设备类（如 LightingDevice、FanDevice）继承自电路设备类，并实现相应的输入信息处理方法。
还需要设计一个串联电路类（例如 SerialCircuit）来管理一组连接在一起的电路设备，并实现处理连接信息的方法。
最后，设计一个家居电路模拟程序的入口类（例如 SmartHomeCircuitSimulator），负责解析输入信息并调用对应的类来处理，最终输出设备状态或参数。
这样的设计思路可以让我们清晰地管理各种设备的信息和状态，并实现电路模拟系统的功能。
根据这个设计思路，我们可以逐步实现相关的 Java 类。您可以首先尝试实现电路设备的抽象类和具体设备类，然后再实现串联电路类和家居电路模拟程序的入口类。在实现过程中，可以根据需要添加必要的属性和方法，并根据题目要求来实现具体的功能逻辑。
设计分析与代码展示
第一步我们定义一个电器的抽象类，其父类为开关和电器
点击查看代码
abstract class Device {protected String id;protected double inputVoltage;protected double outputVoltage;public Device(String id) {this.id = id;this.inputVoltage = 0;this.outputVoltage = 0;}abstract void updateOutputVoltage();@Overridepublic String toString() {return id;}public void SetinputVoltage(double outputVoltage) {this.inputVoltage = outputVoltage;}public double GetoutputVoltage() {return this.outputVoltage;}
}然后相应的根据题目内容写好其他电器的类
点击查看代码
class Switch extends Device {private boolean state; // false for turned off, true for turned onpublic Switch(String id) {super(id);this.state = false;}public void toggle() {this.state = !this.state;updateOutputVoltage();}@Overridevoid updateOutputVoltage() {if (state) {outputVoltage = inputVoltage;} else {outputVoltage = 0;}}@Overridepublic String toString() {return "@" + id + ":" + (state ? "closed" : "turned on");}public boolean isState() {return state;}
}class SpeedController extends Device {private int level;private int maxLevel;public SpeedController(String id) {super(id);this.level = 0;this.maxLevel = 3;}public void increaseLevel() {if (level < maxLevel) level++;updateOutputVoltage();}public void decreaseLevel() {if (level > 0) level--;updateOutputVoltage();}@Overridevoid updateOutputVoltage() {outputVoltage = inputVoltage * (this.level * 0.3);}@Overridepublic String toString() {return "@" + id + ":" + level;}
}class ContinuousSpeedController extends Device {private double level;public ContinuousSpeedController(String id) {super(id);this.level = 0.00;}public void setLevel(double level) {this.level = level;updateOutputVoltage();}@Overridevoid updateOutputVoltage() {outputVoltage = inputVoltage * level;}@Overridepublic String toString() {return "@" + id + ":" + String.format("%.2f", level);}
}abstract class ControlledDevice extends Device {protected int brightnessOrSpeed=0;public ControlledDevice(String id) {super(id);}abstract void updateBrightnessOrSpeed();@Overridepublic String toString() {return "@" + id + ":" + brightnessOrSpeed;}
}class IncandescentLamp extends ControlledDevice {public IncandescentLamp(String id) {super(id);}@Overridevoid updateBrightnessOrSpeed() {if (inputVoltage <= 9) {brightnessOrSpeed = 0;} else {brightnessOrSpeed = Math.min((int) ((inputVoltage-10)* 150 / 210.0+50), 200);}}@Overridevoid updateOutputVoltage() {outputVoltage = inputVoltage;}
}class FluorescentLamp extends ControlledDevice {public FluorescentLamp(String id) {super(id);}@Overridevoid updateBrightnessOrSpeed() {brightnessOrSpeed = inputVoltage == 0 ? 0 : 180;}@Overridevoid updateOutputVoltage() {outputVoltage = inputVoltage;}
}class CeilingFan extends ControlledDevice {public CeilingFan(String id) {super(id);}@Overridevoid updateBrightnessOrSpeed() {if (inputVoltage < 80) {brightnessOrSpeed = 0;} else {brightnessOrSpeed = Math.min((int) ((inputVoltage-80) * 280.0 / 70.0) + 80, 360);}}@Overridevoid updateOutputVoltage() {outputVoltage = inputVoltage;}
}
最后一步在main函数中实现对数据的输入输出即可
点击查看代码
public class Main {private static Map<String, Device> devices = new HashMap<>();private static Map<String, String> connections = new HashMap<>();public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);String line;// Process inputwhile (sc.hasNextLine()) {line = sc.nextLine().trim();if (line.equals("end")) break;if (line.startsWith("[")) {processConnection(line);} else if (line.startsWith("#")) {processControl(line);}}updateVoltage(connections.get("VCC"));// Output resultscheck("VCC");}private static void processConnection(String line) { line = line.replace("[", "").replace("]", "");String[] parts = line.split(" ");String first = parts[0], second = parts[1];if (first.equals("VCC")) {String device = second.split("-")[0];if (!devices.containsKey(device)) {Device device0 = createDevice(device);device0.SetinputVoltage(220.00);devices.put(device, device0);connections.put("VCC", device);}} else if (second.equals("GND")) {String device3= first.split("-")[0];if (!devices.containsKey(device3)) {devices.put(device3, createDevice(device3));connections.put(device3,null); }} else {String device1 = first.split("-")[0];String device2 = second.split("-")[0];connections.put(device1, device2);if (!devices.containsKey(device1)) {devices.put(device1, createDevice(device1));}if (!devices.containsKey(device2)) {devices.put(device2, createDevice(device2));}}}private static Device createDevice(String id) {char type = id.charAt(0);switch (type) {case 'K':return new Switch(id);case 'F':return new SpeedController(id);case 'L':return new ContinuousSpeedController(id);case 'B':return new IncandescentLamp(id);case 'R':return new FluorescentLamp(id);case 'D':return new CeilingFan(id);default:throw new IllegalArgumentException("Unknown device type: " + type);}}private static void processControl(String line) {String control = line.substring(1);String control1=control.substring(0, 2);if (devices.containsKey(control)) {Device device = devices.get(control);if (device instanceof Switch) {((Switch) device).toggle();} }if(devices.containsKey(control1)) {Device device = devices.get(control1);if (device instanceof SpeedController) {if (line.endsWith("+")) {((SpeedController) device).increaseLevel();} else if (line.endsWith("-")) {((SpeedController) device).decreaseLevel();}}else if (device instanceof ContinuousSpeedController) {double level = Double.parseDouble(line.substring(line.indexOf(":") + 1));((ContinuousSpeedController) device).setLevel(level);}}}private static void updateVoltage(String id) {Device device = devices.get(id);if (device != null) {Device connectedDevice = devices.get(connections.get(id));if (connectedDevice != null) {connectedDevice.inputVoltage = device.outputVoltage;connectedDevice.updateOutputVoltage();updateVoltage(connectedDevice.id);}}}private static void outputResults(String string) {String a=connections.get(string);if(a!=null) {Device device = devices.get(a);if (device instanceof IncandescentLamp) {((IncandescentLamp) device).updateBrightnessOrSpeed();System.out.println(device.toString());outputResults(a);}else if (device instanceof FluorescentLamp) {((FluorescentLamp) device).updateBrightnessOrSpeed();System.out.println(device.toString());outputResults(a);}else if (device instanceof CeilingFan) {((CeilingFan) device).updateBrightnessOrSpeed();System.out.println(device.toString());outputResults(a);}else if (device instanceof Switch) {outputResults(a);}else {System.out.println(device.toString());outputResults(a);}} }private static void outputResults1(String string) {String a=connections.get(string);if(a!=null) {Device device = devices.get(a);if (device instanceof IncandescentLamp) {System.out.println(device.toString());outputResults1(a);}else if (device instanceof FluorescentLamp) {System.out.println(device.toString());outputResults1(a);}else if (device instanceof CeilingFan) {System.out.println(device.toString());outputResults1(a);}else if (device instanceof Switch) {outputResults1(a);}else {System.out.println(device.toString());outputResults1(a);}} }private static void check(String string) {int KG=1;String a=connections.get(string);while(a!=null) {Device device = devices.get(a);if (device instanceof Switch) {if(((Switch) device).isState()==false)KG=0;System.out.println(device.toString());}a=connections.get(a);}if(KG==1) {outputResults("VCC");}else {outputResults1("VCC");}}
}
第三题题目介绍
7-1 家居强电电路模拟程序-2
分数 100
作者 蔡轲
单位 南昌航空大学
智能家居是在当下家庭中越来越流行的一种配置方案，它通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能。请根据如下要去设计一个智能家居强电电路模拟系统。以下题目介绍中加粗的部分为本次迭代在“家居强电电路模拟程序-1”的基础上增加的功能要求。
1、控制设备
本题模拟的控制设备包括：开关、分档调速器、连续调速器。
开关：包括0和1两种状态。
开关有两个引脚，任意一个引脚都可以是输入引脚，而另一个则是输出引脚。开关状态为0时，无论输入电位是多少，输出引脚电位为0。当开关状态为1时，输出引脚电位等于输入电位。
分档调速器
按档位调整，常见的有3档、4档、5档调速器，档位值从0档-2（3/4）档变化。本次迭代模拟4档调速器，每个档位的输出电位分别为0、0.3、0.6、0.9倍的输入电压。
连续调速器
没有固定档位，按位置比例得到档位参数，数值范围在[0.00-1.00]之间，含两位小数。输出电位为档位参数乘以输入电压。
所有调速器都有两个引脚，一个固定的输入（引脚编号为1）、一个输出引脚（引脚编号为2）。当输入电位为0时，输出引脚输出的电位固定为0，不受各类开关调节的影响。
所有控制设备的初始状态/档位为0。
控制设备的输入引脚编号为1，输出引脚编号为2。
所有开关的电阻为 0。
2、受控设备
本题模拟的受控设备包括：灯、风扇。两种设备都有两根引脚，通过两根引脚电压的电压差驱动设备工作。
灯有两种工作状态：亮、灭。在亮的状态下，有的灯会因引脚电位差的不同亮度会有区别。
风扇在接电后有两种工作状态：停止、转动。风扇的转速会因引脚间电位差的不同而有区别。
本次迭代模拟两种灯具。
白炽灯：
亮度在0~200lux（流明）之间。
电位差为0-9V时亮度为0,其他电位差按比例，电位差10V对应50ux，220V对应200lux，其他电位差与对应亮度值成正比。白炽灯超过220V。
日光灯：
亮度为180lux。
只有两种状态，电位差为0时，亮度为0，电位差不为0，亮度为180。
本次迭代模拟一种吊扇。
工作电压区间为80V-150V，对应转速区间为80-360转/分钟。80V对应转速为80转/分钟，150V对应转速为360转/分钟，超过150V转速为360转/分钟（本次迭代暂不考虑电压超标的异常情况）。其他电压值与转速成正比，输入输出电位差小于80V时转速为0。
本次迭代模拟一种落地扇。
工作电压区间为 [80V,150V]，对应转速区间为 80-360 转/分钟。电压在[80,100)V 区间对应转速为 80 转/分 钟，[100-120)V 区间对应转速为 160 转/分钟，[120-140)V 区间对应转速为 260 转/分钟，超过 140V 转速 为 360 转/分钟（本次迭代暂不考虑电压超标的异常情况）输入信息：
本次迭代考虑电阻：白炽灯的电阻为 10，日光灯的电阻为 5，吊扇的电阻为 20，落 地扇的电阻为 20
3、输入信息
1）输入设备信息
分别用设备标识符K、F、L、B、R、D、A分别表示开关、分档调速器、连续调速器、白炽灯、日光灯、吊扇、落地扇。
设备标识用标识符+编号表示，如K1、F3、L2等。
引脚格式：设备标识-引脚编号，例如：K1-1标识编号为1的开关的输入引脚。
三种控制开关的输入引脚编号为1，输出引脚编号为2。
受控设备的两个引脚编号分别为1、2。
约束条件：
不同设备的编号可以相同。
同种设备的编号可以不连续。
设备信息不单独输入，包含在连接信息中。
2）输入连接信息
一条连接信息占一行，用[]表示一组连接在一起的设备引脚，引脚与引脚之间用英文空格" "分隔。
格式："["+引脚号+" "+...+" "+引脚号+"]"
例如：[K1-1 K3-2 D5-1]表示K1的输入引脚，K3的输出引脚，D5的1号引脚连接在一起。
约束条件：
不考虑调速器串联到其他调速器的情况。
不考虑调速器串联到其他调速器的情况。
考虑各类设备的并联接入。例如，K1 的输出接到 L2 的输入，L2 的输出再接其他设备属于串联接线。K1 的输出接到 L2 的输出，同时 K1 的输入接到 L2 的输入，这种情况属于并联。
本次迭代的连接信息不单独输入，包含在线路信息中。
3）输入控制设备调节信息
开关调节信息格式：
#+设备标识K+设备编号，例如：#K2，代表切换K2开关的状态。
分档调速器的调节信息格式：
#+设备标识F+设备编号+"+" 代表加一档，例如：#F3+，代表F3输出加一档。#+设备标识F+设备编号+"-" 代表减一档，例如：#F1-，代表F1输出减一档。
连续调速器的调节信息格式：
#+设备标识L+设备编号+":" +数值 代表将连续调速器的档位设置到对应数值，例如：#L3:0.6，代表L3输出档位参数0.6。
4）电源接地标识：
VCC，电压220V，GND，电压0V。没有接线的引脚默认接地，电压为0V。
5）输入串联电路信息
一条串联电路占一行，串联电路由按从靠电源端到接地端顺序依次输入的 n 个连接 信息组成，连接信息之间用英文空格" "分隔。
串联电路信息格式：
"#T"+电路编号+":"+连接信息+" "+连接信息+...+" "+连接信息
例如：#T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT] 一个串联电路的第一个引脚是 IN，代表起始端，靠电源。最后一个引脚是 OUT，代表结尾端， 靠接地。
约束条件：
不同的串联电路信息编号不同。
输入的最后一条电路信息必定是总电路信息，总电路信息的起始引脚是 VCC，结束引脚是 GND。
连接信息中的引脚可能是一条串联或并联电路的 IN 或者 OUT。例如：
#T1:[IN K1-1] [K1-2 T2-IN] [T2-OUT OUT]
#T1:[IN K1-1] [K1-2 T2-IN] [T2-OUT M2-IN] [M2-OUT OUT]
6）输入并联电路信息
一条并联电路占一行，并联电路由其包含的几条串联电路组成，串联电路标识之间用英文空格" "分隔。
格式：
"#M"+电路编号+":"+”[”+串联电路信息+" "+....+" "+串联电路信息+”]”
例如：#M1:[T1 T2 T3]
该例声明了一个并联电路，由 T1、T2、T3 三条串联电路并联而成，三条串联电路的 IN 短 接在一起构成 M1 的 IN，三条串联电路的 OUT 短接在一起构成 M1 的 OUT。
约束条件：
本次迭代不考虑并联电路中包含并联电路的情况，也不考虑多个并联电路串联的情况。
本题不考虑输入电压或电压差超过220V的情况。
输入信息以end为结束标志，忽略end之后的输入信息。
本题中的并联信息所包含的串联电路的信息都在并联信息之前输入，不考虑乱序输入的情况。
电路中的短路如果不会在电路中产生无穷大的电流烧坏电路，都是合理情况，在本题测试点的考虑范围之内。
本题不考虑一条串联电路中包含其他串联电路的情况。例如：
#T3:[VCC K1-1] [K1-2 T2-IN] [T2-OUT K2-1] [K2-2 T1-IN] [T1-OUT GND]
本例中T1\T2两条串联电路实际是T3的一个部分，本题不考虑这种类型的输入，而是当将T1\T2的所有连接信息直接包含在T3中定义。
下次迭代中需要考虑这种类型的输入。
4、输出信息：
按开关、分档调速器、连续调速器、白炽灯、日光灯、吊扇、落地扇的顺序依次输出所有设备的状态或参数。每个设备一行。同类设备按编号顺序从小到大输出。
输出格式：@设备标识+设备编号+":" +设备参数值（控制开关的档位或状态、灯的亮度、风扇的转速，只输出值，不输出单位）
连续调速器的档位信息保留两位小数，即使小数为0，依然显示两位小数.00。
开关状态为0（打开）时显示turned on，状态为1（合上）时显示closed
如：
@K1:turned on
@B1:190
@L1:0.60
5、家居电路模拟系列所有题目的默认规则：
1）当计算电压值等数值的过程中，最终结果出现小数时，用截尾规则去掉小数部分，只保留整数部分。为避免精度的误差，所有有可能出现小数的数值用double类型保存并计算，不要作下转型数据类型转换，例如电压、转速、亮度等，只有在最后输出时再把计算结果按截尾规则，舍弃尾数，保留整数输出。
2）所有连接信息按电路从电源到接地的顺序依次输入，不会出现错位的情况。电源VCC一定是第一个连接的第一项，接地GND一定是最后一个连接的后一项。
3）连接信息如果只包含两个引脚，靠电源端的引脚在前，靠接地端的在后。
4）调速器的输入端只会直连VCC，不会接其他设备。整个电路最多只有连接在电源上的一个调速器，且不包含在并联单路中。
6、家居电路模拟系列1-4题目后续迭代设计：
1）电路结构变化：
迭代1：只有一条线路，所有元件串联
迭代2：线路中包含一个并联电路
迭代3：线路中包含多个串联起来的并联电路
迭代4：并联电路之间可能出现包含关系
电路结构变化示意图见图1。
2）计算方式的变化
迭代1只包含1个受控元件，不用计算电流，之后的电路计算要包含电流、电阻等电路参数。
3）电路元件的变化
每次迭代会增加1-2个新的电路元件。
image.png
图1：电路结构示意图
设计建议：
1、电路设备类：描述所有电路设备的公共特征。
2、受控设备类、控制设备类：对应受控、控制设备
3、串联电路类：一条由多个电路设备构成的串联电路，也看成是一个独立的电路设备
4、并联电路类：继承电路设备类，也看成是一个独立的电路设备
其他类以及类的属性、方法自行设计。
image.png
图2：建议设计类图
输入格式:
请在这里写输入格式。例如：输入在一行中给出2个绝对值不超过1000的整数A和B。
输出格式:
请在这里描述输出格式。例如：对每一组输入，在一行中输出A+B的值。
输入样例1:
在这里给出一组输入。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
输出样例1:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:closed
@K2:turned on
@L1:0.00
@D1:0
@D2:0
@D3:0
输入样例2:
在这里给出一组输入。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
输出样例2:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:closed
@K2:turned on
@L1:1.00
@D1:0
@D2:200
@D3:200
输入样例3:
在这里给出一组输入。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
输出样例3:
在这里给出相应的输出。例如：
@K1:closed
@K2:closed
@L1:1.00
@D1:0
@D2:0
@D3:346
题目分析
这个题目涉及到模拟智能家居的强电电路系统，需要设计一个程序来模拟这个系统的运行状态，并根据输入的信息来控制各个设备的状态或参数。以下是对该题目的题目分析和解答思路：
题目分析：
设备类型：题目中包含了控制设备（开关、分档调速器、连续调速器）和受控设备（灯、风扇）。
设备状态与参数：各种设备有不同的状态和参数，如开关的状态（0和1）、调速器的档位参数、灯的亮度、风扇的转速等。
连接关系：设备之间存在连接关系，需要根据连接信息来模拟电路的运行。
输入信息：包括设备信息、连接信息、控制设备调节信息等。
输出信息：根据输入信息和设备状态参数，输出各个设备的状态或参数值。
解答思路：
设计类结构：首先根据题目要求设计合适的类结构，包括控制设备类、受控设备类、电路设备类等。可以使用面向对象的思想，通过类和对象的方式来模拟各个设备之间的关系和行为。
解析输入信息：根据题目要求，解析输入信息，包括设备信息、连接信息、控制设备调节信息等，将其转化为程序可以理解和处理的数据结构。
模拟电路运行：根据连接信息和设备状态，模拟电路的运行状态。对于控制设备的调节信息，根据输入调节设备的状态或参数。
输出结果：根据模拟的电路状态，输出各个设备的状态或参数值，符合题目要求的输出格式。
以上是对该题目的基本分析和解答思路，具体实现时需要根据实际情况进行代码编写和调试，确保程序能够正确模拟智能家居的强电电路系统运行。
设计分析与代码展示
针对该题，我们首先要对main函数上对上一题的代码进行修改，以便可以完成对该题目的输入输出
代码如下(部分，需要自己完善补充)
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public class SmartHomeCircuitSimulator {public static void main(String[] args) {// 创建串联电路并连接设备SerialCircuit circuit = new SerialCircuit();circuit.connectDevices(Arrays.asList(new ControlDevice("K1", 1, 2),new ControlDevice("F1", 3, 4),new ControlDevice("C1", 5, 6),new ControlledDevice("B1", 7, 8),new ControlledDevice("R1", 9, 10),new ControlledDevice("L1", 11, 12),new ControlledDevice("S1", 13, 14),new ControlledDevice("F2", 15, 16)));// 模拟输入信息并处理circuit.processInput("[VCC K1-1]");circuit.processInput("[K1-2 F1-1]");circuit.processInput("[F1-2 C1-1]");circuit.processInput("[C1-2 B1-1]");circuit.processInput("[B1-2 R1-1]");circuit.processInput("[R1-2 L1-1]");circuit.processInput("[L1-2 S1-1]");circuit.processInput("[S1-2 F2-1]");circuit.processInput("[F2-2 GND]");circuit.processInput("#K1");circuit.processInput("#K1+");circuit.processInput("#K1-");circuit.processInput("#F1");circuit.processInput("#F1+");circuit.processInput("#F1-");circuit.processInput("#C1");circuit.processInput("#C1:");circuit.processInput("#C1:0.75");circuit.processInput("#B1");circuit.processInput("#R1");circuit.processInput("#L1");circuit.processInput("#S1");circuit.processInput("#F2");circuit.processInput("end");}
}
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class SerialCircuit {List<CircuitDevice> devices = new ArrayList<>();void connectDevices(List<CircuitDevice> devices) {this.devices.addAll(devices);}void processInput(String input) {for (CircuitDevice device : devices) {device.processInput(input);}}
}PTA三次实验心得体会与总结
完成这个实验后，我得到了一些有关智能家居强电电路模拟系统的宝贵经验：
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深入理解电路结构：通过实现这个模拟系统，我更深入地理解了智能家居电路的结构和工作原理，包括控制设备和受控设备之间的关系，以及连接方式对电路运行的影响。
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面向对象设计的重要性：在这个实验中，我使用了面向对象的设计思想，通过设计合适的类结构来模拟电路设备之间的关系和行为。这种设计方法使得程序结构清晰，易于维护和扩展。
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数据解析与模拟：实验中需要解析输入信息并进行电路模拟，这锻炼了我处理复杂数据结构和算法的能力。同时，通过模拟电路运行，我更好地理解了电路中各个设备的工作状态和参数变化。
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输出结果格式规范性：实验要求输出结果的格式非常规范，这要求我在输出结果时要格外注意，确保输出的结果符合要求，并且能够清晰地展示电路设备的状态或参数。
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团队合作与交流：如果这个实验是在团队中完成的，那么与团队成员的合作和交流也是非常重要的。共同讨论和解决问题，能够更快地完成实验并提高整体效率。
总的来说，完成这个实验让我对智能家居强电电路有了更深入的了解，提升了我的编程和问题解决能力，也体会到了团队合作的重要性。
