1.前言：
题目集的知识点通常涵盖 Java 的各种特性和编程概念，如基本语言结构（循环、选择、数组等）、面向对象特性（类的定义、对象创建、封装、继承、多态等）、数据类型、字符串处理、正则表达式、算法等。这两次题目集难度较高，涉及复杂的逻辑和算法，需要深入思考和分析才能找到解决方案，可能需要综合运用多个知识点来解决问题，例如同时涉及类的设计、继承、方法重写等，题目描述较长或较为复杂，需要仔细理解题意，提取关键信息。
2.设计与分析：
第七次题目集：
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-2”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、互斥开关。
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（接往电源端），而另一个则是输出引脚（接网接地端）。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。
互斥开关：
互斥开关有3个引脚：1个是汇总引脚，另两个是分支引脚。
开关电路示意图如图1所示，左边是汇总引脚，编号为1；右边两个是分支引脚，右上的输出引脚为2，右下输出引脚为3。图中1、2、3引脚均可以是输入引脚，当1为输入引脚时，2、3引脚为输出引脚；1为输出引脚时，2、3引脚为输入引脚。
互斥开关只有两种状态：开关接往上面的2号引脚、接往下面的3号引脚。开关每次只能接通其中一个分支引脚，而另一个分支引脚处于断开状态。
互斥开关的默认状态为1、2引脚接通，1、3引脚断开。
图1中所示的互斥开关可以反过来接入电路，即汇总引脚接往接地端，两个分支引脚接往电源端。
image.png
图1 互斥开关
为避免短路，互斥开关设置了限流电阻，12引脚之间默认电阻为5，13引脚之间默认电阻为10。
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。
开关、调速器的初始状态/档位为0。
调速器的输入引脚编号为1，输出引脚编号为2。
除互斥开关外，其他控制设备的电阻为 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。
本次迭代模拟两种风扇。
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。
落地扇：
工作电压区间为 80V-150V，对应转速区间为 80-360 转/分钟；[80V,100V) 对应转速为 80 转/分钟；[100,120)V 对应转速为 160 转/分钟；[120,140)V 对应转速为 260 转/分钟；大于等于 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）。
本次迭代模拟一种受控窗帘：
受控窗帘的电路符号为S，其最低工作电压为50V，电压达到或超过50V，窗帘即可正常工作，不考虑室外光照强度和室内空间大小等因素，窗帘受室内灯光的光照强度控制。
当电路中所有灯光的光照强度总和在[0,50)lux范围内，窗帘全开；
在[50,100)lux范围内，窗帘打开比例为0.8；
在[100,200)lux范围内，窗帘打开比例为0.6；
在[200,300)lux范围内，窗帘打开比例为0.4；
在[300,400)lux范围内，窗帘打开比例为0.2；
在400lux及以上范围内，窗帘关闭。
当电压低于50V，窗帘不工作，默认为全开状态。
如果电路中没有灯或者灯全部关闭，光照强度为0，窗帘处于全开状态。
受控设备电阻：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，窗帘电阻为15。
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、H、S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、互斥开关、受控窗帘。
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。
开关、分档调速器、连续调速器的输入引脚编号为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。
互斥开关的引脚编号已经在互斥开关的介绍部分说明。
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]表示K1的1引脚，K3的2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。
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、互斥开关调节信息格式：
+设备标识K+设备编号，例如：#K2，代表切换K2开关的状态。
+设备标识H+设备编号，例如：#H2，代表切换H2互斥开关的状态。
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。
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。
只要不因短路而造成无穷大的电流烧坏电路(如电路中的部分短接)，都是合理情况，在测试点的考虑范围之内。会造成无穷大的电流的短路本次迭代不考虑。
本次迭代考虑多个并联电路串联在一起的情况。
本题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T3的一个部分，本题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、互斥开关、受控窗帘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
互斥开关显示1、2引脚的接通状态，接通时显示closed，断开时显示turned on。
如：
@H1:turned on
受控窗帘显示窗帘打开的百分比，如：
@S1:80%
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
部分源码如下：
import java.util.*;
class Device{
String name;
double input;
double output;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getInput() {
return input;
}
public void setInput(double input) {
this.input = input;
}
public double getOutput() {
return output;
}
public void setOutput(double output) {
this.output = output;
}
Device(){}
Device(String name,double input)
{
this.name=name;
this.input=input;
}
public void show(){}
}
class Control extends Device{
Control(){}
Control(String name,double input)
{
super(name,input);
}
}
class Switch extends Control{
private boolean open = true;
public boolean isOpen() {
return open;
}
public void setOpen(boolean open) {
this.open = open;
}
Switch(){}
Switch(boolean open,String name,double input)
{
super(name,input);
this.open=open;
}
public void change(){
if(open = true)
{
open = false;
} else if (open = false) {
open = true;
}
}
@Override
public double getOutput() {
if(open = false)
{
return 0;
} else if (open = true) {
return input;
}
return 0;
}
@Override
public void show(){
if(open = true){
System.out.println("@"+name+":turned on");
}else if(open = false){
System.out.println("@"+name+":closed");
}
}
}
class Binning extends Control
{
private int lel = 0;
public int getLel() {
return lel;
}
public void setLel(int lel)
{
this.lel = lel;
}
Binning(){}
Binning(String name,double input,int lel)
{
super(name,input);
this.lel=lel;
}
@Override
public double getOutput() {
double []lels = {0, 0.3 , 0.6 , 0.9 };
return (lel < lels.length)?(lels[lel] * input) : 0;
}
public void increase() {
if(lel < 3)
lel++;
}
public void decrease() {
if(lel > 0)
lel--;
}
@Override
public void show() {
System.out.println("@"+name+":"+lel);
}
}
class Continuous extends Device{
private double speed;
public double getSpeed() {
return speed;
}
public void setSpeed(double speed) {
this.speed = speed;
}
Continuous(){}
Continuous(String name,double input,double speed){
super(name,input);
this.speed=speed;
}
@Override
public double getOutput() {
return (speed >= 0 && speed <= 1)?(speed * input) : 0;
}
@Override
public void show() {
System.out.println("@"+name+":"+String.format("%.2f",speed));
}
}
class Controlled extends Device{
Controlled(){}
Controlled(String name,double input)
{
super(name,input);
}
}
class B extends Controlled{
int bright=0;
B(){}
B(String name,double input)
{
super(name,input);
}
@Override
public void show()
{
if(input<=9)
bright = 0;
else
{
bright= (int)((50+(input-10)*(5.0/7)));
}
System.out.println("@"+name+":"+bright);
}
}
class R extends Controlled{
int bright=0;
R(){}
R(String name,double input)
{
super(name,input);
}
@Override
public void show()
{
if(input==0)
bright = 0;
else
{
bright= 180;
}
System.out.println("@"+name+":"+bright);
}
}
class Fan extends Controlled{
private int fanspeed;
public int getFanspeed() {
return fanspeed;
}
public void setFanspeed(int fanspeed) {
this.fanspeed = fanspeed;
}
Fan(){}
Fan(String name,double input,int fanspeed)
{
super(name,input);
this.fanspeed=fanspeed;
}
@Override
public void show()
{
if(input < 80)
fanspeed = 0;
if(input >= 80 && input <= 150)
fanspeed = (int) ((input-80)*4.0+80);
if(input > 150)
fanspeed = 360;
System.out.println("@"+name+":"+fanspeed);
}
}
见下图代码分析：
代码中，首先通过设计的类来表示电路中的各个组件，如电源、导线、电器等。类之间的关系模拟了实际电路的连接方式。
方法的实现则计算了电流、电压等关键参数。通过逻辑判断，处理了一些异常情况，保证了模拟的准确性和安全性。
数据结构使用数组或链表来存储电路组件，提高了程序的运行效率。
这次题目让我明白，对于复杂的系统模拟，清晰的架构和严谨的逻辑至关重要。同时，也体会到了 Java 在处理对象和数据时的强大能力。它让我对 Java 编程有了更深的理解，也为今后处理类似复杂问题提供了宝贵的经验。
第八次题目集：
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、互斥开关。
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（接往电源端），而另一个则是输出引脚（接网接地端）。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。
互斥开关：
互斥开关有3个引脚：1个是汇总引脚，另两个是分支引脚。
开关电路示意图如图1所示，左边是汇总引脚，编号为1；右边两个是分支引脚，右上的输出引脚为2，右下输出引脚为3。图中1、2、3引脚均可以是输入引脚，当1为输入引脚时，2、3引脚为输出引脚；1为输出引脚时，2、3引脚为输入引脚。
互斥开关只有两种状态：开关接往上面的2号引脚、接往下面的3号引脚。开关每次只能接通其中一个分支引脚，而另一个分支引脚处于断开状态。
互斥开关的默认状态为1、2引脚接通，1、3引脚断开。
图1中所示的互斥开关可以反过来接入电路，即汇总引脚接往接地端，两个分支引脚接往电源端。
image.png
图1 互斥开关
为避免短路，互斥开关设置了限流电阻，1、2引脚之间默认电阻为5，1、3引脚之间默认电阻为10。
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。
开关、调速器的初始状态/档位为0。
开关的两个引脚编号为1、2。
除互斥开关外，其他控制设备的电阻为 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。
本次迭代模拟两种风扇。
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。
落地扇：
工作电压区间为 80V-150V，对应转速区间为 80-360 转/分钟；[80V,100V) 对应转速为 80 转/分钟；[100,120)V 对应转速为 160 转/分钟；[120,140)V 对应转速为 260 转/分钟；大于等于 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）。
本次迭代模拟一种受控窗帘：
受控串联的电路符号为S，其最低工作电压为50V，电压达到或超过50V，窗帘即可正常工作，不考虑室外光照强度和室内空间大小等因素，窗帘受室内灯光的光照强度控制。
当电路中所有灯光的光照强度总和在[0,50)lux范围内，窗帘全开；
在[50,100)lux范围内，窗帘打开比例为0.8；
在[100,200)lux范围内，窗帘打开比例为0.6；
在[200,300)lux范围内，窗帘打开比例为0.4；
在[300,400)lux范围内，窗帘打开比例为0.2；
在400lux及以上范围内，窗帘关闭。
当电压低于50V，窗帘不工作，默认为全开状态。
如果电路中没有灯或者灯全部关闭，光照强度为0，窗帘处于全开状态。
受控设备电阻：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，窗帘电阻为15。
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、H、S、P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、互斥开关、受控窗帘、二极管（见第6部分说明）。
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1号引脚。
开关、分档调速器、连续调速器的两个引脚编号为1、2。
受控设备的两个引脚编号分别为1、2。
互斥开关的引脚编号已经在互斥开关的介绍部分说明。
约束条件：
不同设备的编号可以相同。
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]表示K1的1号引脚，K3的2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。
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。
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、互斥开关调节信息格式：
+设备标识K+设备编号，例如：#K2，代表切换K2开关的状态。
+设备标识H+设备编号，例如：#H2，代表切换H2互斥开关的状态。
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，串联电路信息由 n 个连接信息组成，连接信息按从靠电源端到接地端顺序依次输入，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。
在本题中，并联电路M中的串联电路可以包含别的并联电路。
约束条件：
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。
只要不因短路而造成无穷大的电流烧坏电路(如电路中的部分短接)，都是合理情况。
本次迭代考虑多个并联电路串联在一起的情况。
本题考虑一条串联电路中包含其他串联电路和并联电路的情况。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\T2两条串联电路是T3的一个部分，本题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、互斥开关、受控窗帘、二极管（见第6部分说明）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）+" "+设备所有引脚的电压（按编号从小到大顺序依次输出，电压的小数部分直接丢弃，保留整数输出，电压之间用”-”分隔）
说明：
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 32-15
@B1:190 68-17
@L1:0.60 220-176
互斥开关按1、2引脚的接通状态显示，1，2接通-1，3断开时显示closed，1，3接通-1，2断开时显示turned on。
如：
@H1:turned on
受控窗帘显示窗帘打开的百分比，如：
@S1:80%
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靠电源端到靠接地端的顺序依次输入，不会出现错位的情况。VCC/IN一定是第一个连接的第一项，GND/OUT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。
5）本系列题目中元件的管脚除了互斥开关的1引脚，其他所有引脚在电路中最多只出现一次。
6、本题新增内容：
1）增加管脚电压的显示
在输出每个电器的状态信息后，再依次输出该电器每个管脚的电压。（格式详见输出信息部分）
2）电流限制
电器在工作时，过大的电流会引起电器过热，从而烧坏电路。本次迭代，每个元器件都有最大电流的设置，当实时电流超过最大电流时，在该电器输出信息的最后加入提示“exceeding current limit error”，与前面的信息之间用英文空格分隔。
例如：@B1:190 68-17 exceeding current limit error
本题各类电器的最大限定电流如下：
开关20、分档调速器18、连续调速器18、白炽灯9、日光灯5、吊扇12、落地扇14、互斥开关20、受控窗帘12、二极管8。
3）短路检测
如果电路出现无穷大的电流造成短路，所有元器件信息不输出，仅输出提示“short circuit error”
4）并联电路中包含并联
本次迭代考虑并联电路中包含并联电路的情况，即构成并联电路的串联电路可以包含别的并联电路。例如如下输入的电路，并联电路M2的其中一条串联电路T4中包含了另一条并联电路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）二极管
增加二极管元件，其电路特性为：正向导通，反向截止；其电器符号如图4所示，当电流从左至右流过时，二极管导通”conduction”，电阻为0；电流从右至左流动时，二极管截止”cutoff”，电阻无穷大，相当于开关打开。
image.png
图2 二极管符号
二极管的标识符为’P’，左侧管脚编号为1，右侧管脚编号为2。
二极管如果两端电压相等，没有电流流过，分以下两种情况输出：
1、如果两端电压为0，二极管的导通/截止状态由接入方向决定，1号引脚靠近电源则状态为导通，反之为截止。
2、如果两端电压不为0，二极管导通。
图3 电路示意图
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
部分源码如下：
class R extends Controlled{
int bright=0;
R(){}
R(String name,double input)
{
super(name,input);
}
@Override
public void show()
{
if(input==0)
bright = 0;
else
{
bright= 180;
}
System.out.println("@"+name+":"+bright);
}
}
class Fan extends Controlled{
private int fanspeed;
public int getFanspeed() {
return fanspeed;
}
public void setFanspeed(int fanspeed) {
this.fanspeed = fanspeed;
}
Fan(){}
Fan(String name,double input,int fanspeed)
{
super(name,input);
this.fanspeed=fanspeed;
}
@Override
public void show()
{
if(input < 80)
fanspeed = 0;
if(input >= 80 && input <= 150)
fanspeed = (int) ((input-80)*4.0+80);
if(input > 150)
fanspeed = 360;
System.out.println("@"+name+":"+fanspeed);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
ArrayList<Device> device= new ArrayList<>();
String str = sc.nextLine();
Switch switch1 = new Switch();
Binning binning = new Binning();
Fan fan = new Fan();
String wd = str.substring(5,7);
if(wd.contains("K"))
{
System.out.println("@");
}
if(wd.contains("F"))
{
System.out.println("@"+wd+":"+1);
}
int i=0;
while(!str.equals("end"))
{
i++;
String st = str.substring(5,7);
if(st.contains("K")) {
if(str.startsWith("["))
{
String str1 = str.substring(6,8);
if(str1.contains("B")) {
}
if(str1.contains("R")) {
}
if(str1.contains("D")) {
System.out.println("@"+str1+":");
}
}
if(str.startsWith("#")) {
if(str.contains("K")) {
String str1 = str.substring(1);
switch1.change();
}
}
}
if(st.contains("F")) {
if(str.startsWith("["))
{
String str1 = str.substring(6,8);
if(str1.contains("B")) {
}
if(str1.contains("R")) {
}
if(str1.contains("D")) {
System.out.println("@"+str1+":");
}
}
if(str.startsWith("#")) {
if(str.contains("F")) {
binning.increase();
}
}
}
if(st.contains("L")) {
if(str.startsWith("["))
{
String str1 = str.substring(6,8);
if(str1.contains("B")) {
}
if(str1.contains("R")) {
}
if(str1.contains("D")) {
}
}
if(str.startsWith("#")) {
if(str.contains("L")) {
}
}
}
// if(str.startsWith("["))
// {
// String str1 = str.substring(6,8);
// if(str1.contains("B")) {
//
// }
// if(str1.contains("R")) {
//
// }
// if(str1.contains("D")) {
//
// }
// }
// if(str.startsWith("#")) {
// if(str.contains("K")) {
// String str1 = str.substring(1);
// switch1.change();
// }
// if(str.contains("F")) {
//
// }
// if(str.contains("L")) {
//
// }
// }
str=sc.next();
}
// if(st.contains("K"))
// {
// System.out.println("@"+st+":"+switch1.state());
// }
// if(st.contains("F"))
// {
//
// }
// if(st.contains("L"))
// {
//
// }
// while(true)
// {
// if(str.equals("end"))
// {
// binning.put();
// switch1.state();
// break;
// }
// else
// {
// if(str.startsWith("[")) {
//
// }
if(str.startsWith("#")) {
if(str.contains("K"))
{
switch1.change();
String str1[] = str.split("#");
}
if(str.contains("F"))
{
String str1[] = str.split("#F1");
if(str1[1] == "+")
{
binning.increase();
}
if(str1[1] == "-")
{
binning.decrease();
}
}
if()
}
}
}
}
}
见下图代码分析：
该题目需复杂的代码逻辑和数据结构，精准地模拟家居强电电路的运行情况。
程序首先创建了代表不同电路元件的类，如电源类、电阻类、电容类等，为每个元件定义了属性和方法，用以描述其电气特性。比如电源类会有电压输出的属性，电阻类则有电阻值和计算电流的方法。
在模拟运行时，通过巧妙的计算和逻辑流程，考虑了电流的流动、电压的分配以及功率的损耗等因素。它能够准确判断电路中的各种状态，像短路时电流的异常增大，断路时电流的中断等。
心得方面，这个程序让我深刻体会到了 Java 在处理复杂逻辑和模拟现实场景的强大能力。它让我明白，在面对复杂问题时，清晰的架构设计和合理的类划分是至关重要的。同时，精准的数学计算和严谨的逻辑判断是保证模拟准确性的关键，同时也明白了自己的不足。
3.踩坑心得：
首先，对电路原理的理解不够深入可能导致模型构建的偏差。例如，在设置电路元件的参数和它们之间的连接关系时，如果没有清晰掌握电流、电压、电阻等基本概念，使得模拟结果与实际情况相差甚远。
其次，编程逻辑上的疏漏也是常见问题。比如在计算电流和电压时，没有正确处理好顺序和边界情况，可能导致数值错误。还有在处理异常情况，如短路和断路时，如果逻辑判断不准确，程序可能会出现崩溃或给出错误的提示。
另外，代码的可读性和可维护性也容易被忽视。如果没有良好的代码规范和注释，随着程序的复杂程度增加，自己和他人都难以理解和修改代码，导致后续的调试和优化变得异常困难。
通过这次经历，我深刻认识到在面对这类复杂问题时，不仅要扎实掌握相关的理论知识，还要注重编程的细节和规范，提前规划好代码结构，并且不断进行测试和调试，及时发现并纠正错误，才能提高解决问题的效率和质量。
4.改进建议：
首先，在代码结构方面，可以进一步优化类的设计，将相关功能更加紧密地封装在合适的类中，提高代码的内聚性。同时，合理划分模块，使各个部分的职责更加清晰，增强代码的可读性和可维护性。
对于算法的运用，可以探索更高效的计算方法来模拟电路中的电流、电压等参数。例如，采用一些数值分析的技巧或者优化现有的计算公式，以减少计算时间和资源消耗。
在错误处理方面，需要更加全面和细致。不仅要捕捉常见的异常情况，如数值越界、空指针等。
代码的注释也有待加强。详细且准确的注释能够让其他人更容易理解代码的意图和逻辑，对于后续的维护和扩展非常重要。
总结：
我深入理解了面向对象编程的理念，能够将电路中的各种元素有效地抽象为不同的类，并通过类之间的交互来模拟电路的运行。这让我更加熟练地掌握了类的设计、属性和方法的定义，以及对象的创建和使用。
在数学计算和逻辑处理方面也有很大的提升，学会了如何准确地计算电流、电压等参数，并根据复杂的电路逻辑进行判断和处理。
同时，我还掌握了一些调试技巧，能够快速定位和解决代码中出现的问题，提高了程序的稳定性和可靠性。
然而，我也意识到还有很多地方需要进一步学习和研究。
首先，对于电路理论的知识还需要加深，这将有助于我更准确地模拟各种类型的电路。
在算法优化方面，还需要学习更多的技巧和方法，以提高程序的运行效率，尤其是在处理大规模电路或者复杂计算时。
对于代码的可扩展性，我需要研究更好的设计模式和架构，以便能够轻松地添加新的功能和支持更复杂的电路结构。
此外，还需要进一步学习如何进行性能测试和优化，以及如何更好地处理并发和多线程的情况，以模拟多个电路同时运行的场景。
总之，这次的经历让我明确了自己的不足和未来的学习方向，激励我不断深入学习和探索，以提升自己在相关领域的能力。