第二次blog作业
一、前言：
1.知识点总结
先看主要新增内容：
（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。
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。
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。
（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。
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。
（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。
（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。
根据新增内容，首先，要解决单选题，多选题和填空题的问题我们可以用继承方面的知识，为它们定义同一个父类题目类，并在父类中定义一个判题方法，根据子类各自的判题方式重写它，实现多态。
然后是乱序输入问题我们可以先将所有数据读入进一个arraylist中，然后根据需求，先读哪些信息，避免出现题目还未被创建就删除或者加到试卷中了。
然后就是输出顺序，可以利用implements Comparable接口实现排序。
2.题量方面
答题判题程序4是在3的基础上迭代的，这次题量并不多，主要是为了让我们理解继承和多态方面的知识并熟练使用它。
3.难度情况
难
家居强电电路模拟程序1
1.知识点总结
先看题目主要内容：
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。
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。
输入信息：
设备信息
连接信息
控制设备调节信息
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。
知识点主要有
（1）大量使用了继承方面的知识，所有家具和控制器都继承自同一个父类Element元件类，这样便于后面的连接和通电处理过程
2.题量方面
由于是第一次迭代，代码量并不多，最多500行
3.难度情况
难
家居强电电路模拟程序2
1.知识点总结
新增内容方面：
（1）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]
（2）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。
（3）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）
知识点相比于上次没有太大变化，主要是难在并联电路和串联电路的处理方面。
2.题量方面
代码行数明显增多，所需时间比之前多5个小时
3.难度情况
难
二、设计与分析：
答题判题程序4：
家居强电电路模拟程序1：
设计概述
输入处理：
程序首先通过标准输入接收一系列命令，这些命令用于构建电路连接和控制指令。
输入命令分为三类：电路连接描述（以方括号 [ 开头）、控制命令（以井号 # 开头）和结束命令（end）。
电路连接描述用于创建电器对象并建立它们之间的连接关系。
控制命令用于调整特定电器的工作状态或参数。
电器对象管理：
使用 HashMap 存储电器对象，键是电器的标识符，值是对应的电器对象。
根据输入的电路连接描述，创建相应的电器对象并存储到 HashMap 中。
控制逻辑：
对于每个控制命令，根据电器类型调用相应的方法来改变其状态或参数。
例如，对于开关（K），根据命令改变其开闭状态；对于分档（F），根据命令增加或减少档位。
电压计算与传递：
根据控制命令调整后的状态，重新计算各电器的电压值。
电压值从电源（VCC）开始，经过各个电器传递到最后的接地（GND）。
输出结果：
最后，根据电器类型对所有电器进行排序，并输出每种电器的状态。
代码分析
输入处理：
使用 Scanner 类读取用户输入，通过正则表达式解析不同类型的命令。
对于电路连接描述，提取其中的电器标识符和连接信息，存储到 ArrayList 中。
对于控制命令，提取具体的控制信息，存储到另一个 ArrayList 中。
电器对象创建：
使用 complain 方法根据电路连接描述创建电器对象，并将其存储到 HashMap 中。
这个方法根据电器类型创建相应的对象，并初始化其属性。
控制逻辑执行：
遍历控制命令列表，根据命令类型调用相应的电器方法。
对于开关（K），改变其开闭状态并更新电压。
对于分档（F），根据命令增加或减少档位，并更新电压。
对于连续调节（L），设置其线性值并更新电压。
电压计算与传递：
通过遍历电器对象，根据其类型和状态计算最终的电压值。
特别地，如果所有开关都处于关闭状态，则整个电路的电压为零。
输出结果：
将所有电器对象放入 ArrayList 中，并使用自定义的比较器进行排序。
比较器首先按电器类型排序，然后按标识符排序。
最后，调用每个电器对象的 display 方法输出其状态。
家居强电电路模拟程序2：
- 总体设计
数据结构
ArrayList: 用于存储输入的电路配置信息。
Map<String, Map<String, Electric>>: 用于存储并联电路的信息。
Map<String, Electric>: 用于存储主电路的信息。
ArrayList: 用于存储最终排序后的电器设备列表。
类设计
Electric: 抽象基类，定义了电器设备的基本属性和方法。
Kaiguan, Fendang, Lianxu, Baichi, Riguang, Diaoshan, Luodi, Bi, Chuan: 继承自Electric的具体电器设备类，每个类实现了特定的电器功能。 - 主要功能模块
输入处理
读取输入:
使用Scanner从标准输入读取电路配置信息。
根据不同的前缀（如#T, #M, #K, #F, #L）将输入解析为相应的电路配置信息。
电路配置
complain方法:
根据输入字符串创建相应的电器设备对象，并将其添加到电路配置中。
每个电器设备的电阻值根据其类型初始化。
电路计算
计算并联电路的总电阻:
遍历并联电路中的每个电器设备，计算总电阻。
如果电路中有开关打开，则总电阻设为-1。
如果所有开关都关闭，则总电阻为0。
计算主电路的总电阻:
遍历主电路中的每个电器设备，计算总电阻。
如果电路中有开关打开，则总电阻设为0。
计算电压分配:
根据总电阻计算串联和并联电路的电压分配。
电器设备状态更新
更新电器设备的电压:
根据计算出的电压分配，更新每个电器设备的电压。
特别处理开关的状态，如果开关打开则电压设为0。
输出结果
排序和显示:
将所有电器设备按特定规则排序（先按类型，再按ID）。
使用display方法输出每个电器设备的详细信息。 - 代码分析
优点
模块化设计:
通过继承和多态性，将不同类型的电器设备抽象为同一个基类，提高了代码的可扩展性和可维护性。
清晰的逻辑:
电路配置和计算逻辑清晰，易于理解和维护。
灵活的输入处理:
支持多种类型的输入，能够灵活地配置电路。
改进点
异常处理:
当前代码没有处理输入格式错误的情况，可以在读取输入时增加异常处理，确保程序的健壮性。
性能优化:
在处理大量电器设备时，可以考虑使用更高效的数据结构和算法来优化性能。
代码复用:
有些重复的代码块（如更新电压的部分）可以提取为单独的方法，提高代码的复用性。
单元测试:
增加单元测试，确保每个模块的功能正确无误。
三、采坑心得：对源码的提交过程中出现的问题及心得进行总结，务必做到详实，拿数据、源码及测试结果说话，切忌假大空
家居强电电路模拟程序1：没设计好类的成员变量和成员方法、父类的抽象方法，导致在主函数调用方法是容易出问题。
家居强电电路模拟程序2：并联电路的短路情况没有考虑到，电阻计算的方法没选好
四、改进建议：
家居强电电路模拟程序1
电路连接的方法太过麻烦，后续不好处理也不好改进，所以需要换别的方法，然后就是读取信息的方式太麻烦，代码行数太多
家居强电电路模拟程序2
大部分结构以及完善，但信息读取所用代码还是太长了，需要优化
五、总结：
在Java中，继承和抽象方法是面向对象编程的关键特性，它们提供了代码重用性、灵活性和结构化设计的多种优势。继承允许子类从父类继承属性和方法，减少了代码重复，提高了开发效率。同时，继承还支持多态性，使子类对象可以被视为父类类型，增强了程序的灵活性。此外，继承帮助建立清晰的对象层次结构，使得程序结构更加清晰，易于理解和维护。另一方面，抽象方法通过定义标准接口，要求所有子类都必须实现这些方法，确保了子类的一致性和完整性。抽象方法允许父类专注于定义公共行为和属性，而具体的实现细节则由子类根据自身需求来完成，这样不仅提高了代码的可读性和可维护性，还避免了代码冗余。总的来说，合理利用继承和抽象方法可以使Java程序更加高效、灵活且易于维护。
