PTA第四到六次题目集总结

一、前言

完成了六次PTA作业，也算的上是与PTA有些许爱恨情仇了，这三次PTA作业在第五次时由原来的答题判题程序改为家居强电电路模拟程序。老师说是为了降低难度，以我而言，设计上确实更加简单了，而且第五次PTA作业给出的做题思路很清晰，虽然是计划之外的转变，但是设计上更加简单，也应该不会有比“答题判题程序5”消耗更多的时间。
但是面向对象的程序设计的高阶性还在那里，题目的难度依然不低，对我而言完成它们的确更加吃力了，加上最近实验难度的加大，和翻转课堂的进行，无不清晰的告诉我要加强学习强度，提高学习能力，将更多的精力投入于学习之中，要成为一个优秀的学习者。在与代码的苦斗之中、在为了学会新知识上网搜寻过程中，以及现在的反思中，算是受益匪浅了。

二、设计与分析

第四次题目

题目内容

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=~5~false
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 null

 3+2=~5~true

 4+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=~5~false
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=~5~false
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=~5~false
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=~5~false
古琴在古代被称为：~瑶琴或七弦琴~true
20201103 Tom: 0 10~10
1+1=~2~true
古琴在古代被称为：~古筝~false
20201103 Tom: 8 0~8
1+1=~2~true
古琴在古代被称为：~瑟~false
20201104 Jack: 5 0~5
1+1=~5~false
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=~5~false
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=~5~false
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=~5~false
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=~5~false
古琴在古代被称为：~瑶琴或七弦琴~true
20201103 Tom: 0 10~10
1+1=~2~true
古琴在古代被称为：~古筝~false
20201103 Tom: 8 0~8
1+1=~2~true
古琴在古代被称为：~瑟~false
20201104 Jack: 5 0~5
1+1=~5~false
古琴在古代被称为：~七弦琴~partially correct
20201104 Jack: 0 10~10

分析与心得

PowerDesigner的相应类图如下

设计分析
从PowerDesigner类图中不难看出我在此次PTA作业中使用的类，有Question（问题类）、Test（试卷类）、Answer（答卷类）和两个相关计算的类，分别是SumValue（总分类）、SumScore（总得分类）和Student（学生类），还包括两个计算类SumValue（计算总分类）和SumScore（计算总得分类）。类中关系主要都是关联 （😦 此处不难看出我对关联的使用更加熟练，但是设计上出现了巨大缺陷才会导致主要以关联类见长）。
方法在各个类中都有且都有各自的职责，但是类的单一职责性较差，方法都有，但是巨大缺点是类的作用不够突出，且太过凌乱，导致了类的单一职责性太差。最显著的表现在主函数拥有太多方法，有主函数打天下的感觉了。
心得
第四次作业相较于第三次作业所改进的地方主要是加了填空题和多选题，还有错序输入的功能，其中题目类型的添加需要加入继承关系，思路也算是清晰。但是错序输入对正则表达式掌握熟练度的要求可谓是真的不低，对正则表达式掌握并不熟练的我来说确实是一个小的灾难了 😦😦。
我在分析中就批判了自己的单一职责性太差，事实上，我在前三次作业单一职责效果也不是很好。这算是我第一次PTA大作业留下来的通病，出于懒惰或者对原来的代码的“珍惜”，没有进行全部的大革新，而是在原来的并不好的垃圾代码中一点点改进，虽然拥有改进的效果，但是弊端却延续至今，属实是真的展示了一句古话“小不为则乱大谋”。

改进建议

（1）设计更多的类，进一步加强类的单一职责。
（2）将方法更多的移除于主类，让主类的方法尽量只有输入与输出。
（3）加强对正则表达式的学习，学会让正则表达式使用于各个场景。
（4）这次作业给我最大的改进建议还是要学会取舍，垃圾代码要去抛弃、去革新，这样才能让下次的代码更完美，而对垃圾代码的挑挑拣拣，只会让自己的代码越来越差。要懂得“小不为则乱大谋”。

第五次题目

题目内容

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]
  #T1:[IN K1-1] [K1-2 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]

以上格式仅做参考，格式细节可能会调整，以具体发布的为准。

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。

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。

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

分析与心得

PowerDesigner的相应类图如下

设计分析
从PowerDesigner类图中不难看出我设计了Equipment（设备类）、Control（控制类）、Controlled（受控类）、Switch（开关类）、ContinuousGover（连续调节器类）、GradeGover（连续调节器类）、Fan（风扇类）、Light（灯类）、ncanLIght（白炽灯）、FluorLight（日光灯），和方法类Regex（正则表达式类）以及main（主类）。
Control（控制类）和Controlled（受控类）是Equipment的子类，其中Control（控制类）是Switch（开关类）、ContinuousGover（连续调节器类）和GradeGover（连续调节器类）的父类，Controled（受控类）是Fan（风扇类）、Light（灯类）的父类，Light（灯类）又是IncanLIght（白炽灯）和FluorLight（日光灯）的父类。
这次设计有着复杂的父类与子类的关系，也不难看出这次的题目主要是为了锻炼类之间的继承关系，😃 令人开心的是继承关系虽然多但是并不乱，且继承关系不那么复杂，设计上来说要简单许多，只是类的数量达到了一个比较大的程度，代码量自然而然的提高了，对细心程度有着不低的要求了。
心得
第五次作业相较于前四次作业做出了较大的改变，由原来的答题判题程序改为家居强电电路模拟程序，第五次作业作为家居强强电路模拟程序的第一次作业，代码难度自然不是很高，对大部分人来说应该算是一场甘雨，但是题目较长，而且物理相关性比较大，理解这次题目其实不算是简单。对于这次作业，我认为更多的是需要认真的去审题，更多的对题目进行思考，解题思路自然也就清晰了。
第五次作业由于全部更改的原因，我的代码不再是由原来的代码进行改进，而是从头到尾的重新设计和编写，虽然有点消耗时间，但是因为现在代码能力的提高了，重新设计的代码反而效果更好，思路更加清晰。在原来的PTA作业中一直出现的弊端——类的单一职责性较差，在此次作业中得到了很好的解决，虽然不能说是很好，但是起码相较于自己之前的代码有着很大的进步。尤其体现在我的主类当中，我的主类方法不再复杂且凌乱，而是仅仅存在输入和输出功能，这其实是我一直梦寐以求的，而且我的主类孤立于其它各个类，设计上也算是比较清晰了。 😃😃
但是弊端依然存在，由于第一次家居强电路分析仅考虑了简单的串联电路，我的电路类设计并不是很有用，更多的是仅考虑了控制器和受控器的简单串联关系，虽然该有的类都存在，但是却是徒有其表而已，并未真正发挥它的作用，反倒是增添了自己设计的负担而已。其次就是我对该方面——家居强电路分析了解过浅，没有清晰的思路，导致第一次设计仅适用于第一次作业，为自己接下来的更改和升级留下了很大的负担，不经意间自己提高了作业难度。

改进建议

（1）设计前先认真分析题目，加强对题目相关内容的了解，了解清楚后再着手于代码，不仅不会拖慢代码进度，反而会有着更高的效率。
（2）不盲目的设计类，设计类时先考虑其作用和其该拥有的方法，有着清晰的设计才能更好的完成代码任务。
（3）更多的去尝试用更高效的类型或方法，比如将电器设备设为ArrayList类，可以简化电路类，多尝试使用正则表达式，也可以简化对输入内容的判断，同时在对新知识的尝试中也会更加有所掌握，方便自己日后的使用。

第六次题目

题目内容

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。

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。

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

分析与心得

PowerDesigner的相应类图如下

设计分析
从PowerDesigner类图中不难看出我设计了Equipment（设备类）、Control（控制类）、Controlled（受控类）、Switch（开关类）、ContinuousGover（连续调节器类）、GradeGover（连续调节器类）、Fan（风扇类）、Ground（落地扇类）、Light（灯类）、ncanLIght（白炽灯）、FluorLight（日光灯），和方法类Regex（正则表达式类）以及main（主类），另外还有两个电路类Series（串联电路类）和Mulitiple（并联电路类）。
类与类之间有着非常复杂的继承关系，其中Equipment（设备类）是Control（控制类）和Controlled（受控类）的父类，而Control（控制类）是Switch（开关类）、ContinuousGover（连续调节器类）、GradeGover（连续调节器类）的父类，Controlled（受控类）是Fan（风扇类）、Ground（落地扇类）、Light（灯类）的父类，而其中Light（灯类）又是ncanLIght（白炽灯）、FluorLight（日光灯）的父类，其中Fan（风扇类）应该为Ground（落地扇类）的父类，但是由于子类数量少，且仅有一个共同的方法，所以我省去了这个步骤。其中Series（串联电路类）与Mulitiple（并联电路类）有相同之处，但是于我而言共同处理这两个计算方法截然不同的类有些许困难，故也没有为它俩设置共同的父类——电路类。
类关系中以继承关系见长，也有简单的关联关系，其中我在Series（串联电路类）中设计了Equipment（设备类）的ArrayList，方便处理设备之间的关系，我又在Mulitiple（并联电路类）设计了Series（串联电路类）的ArrayList，将并联电路看成多个串联电路的关系，这样面对单个设备的串联电路还是多个电路设备的串联电路都有相同的处理方法，大大提高了效率。同时，Mulitiple（并联电路类）对应多个Series（串联电路类），Series（串联电路类）对应多个Equipment（设备类）让复杂的并联电路简化了，有着更加清晰的处理思路。这也算是我对我设计上所感到令人开心的点吧。😃😃
心得
其实第六次大作业的难度达到了一个很高的地步了，虽然相较于第五次所所更新的内容并不多，仅加入了新的电路关系——并联电路，还有一个不足轻重的落地扇类。但是所要修改的内容就远不止加入新电路——并联电路的这一个类了。其中最为难人的地方就是对电阻的考虑，而其中并联电路与串联电路的共同出现，既要整体考虑电阻，了解每个串联电路的分压情况，又要单个分析，看每个设备的分压情况，来计算单个设备的运行情况。加上无法计算电阻的控制设备，就计算强度上来说就是一场浩劫，而在代码中需要对它的本质加以仔细的分析，难度则是更上一层楼。就对并联电路和串联电路关系的设计上，对我来说已经是绞尽脑汁了，又让我对如此专业性的东西进行深究，实在是让我不得不进行哭难了。
看上去靠不可攀的高峰，好在没有让我放弃，或许没有拿到太多成绩，但是在攀岩过程中的的确确的获得了不少进步。我学会了更大胆的使用更新更好的新方法，尝试使用ArrayList来尝试简化自己的代码，而不是继续使用基础内容原地踌躇。而且在类的设计上虽然不够完美，但也有了可取之处，我对类与类间的关系也有了更清晰的认知，相信对自己日后的代码能力有着很大的提升。

改进建议

（1）更多的去尝试用更高效的类型或方法，比如将电器设备设为ArrayList类、将并联电路中串联电路设为ArrayList类可以简化电路类，多尝试使用正则表达式，也可以简化对输入内容的判断，同时在对新知识的尝试中也会更加有所掌握，方便自己日后的使用。
（2）在写代码前对未知之时要加以探究和初步的掌握，这种东西并没有人去教，能进行探究和基本掌握也是专业能力的一种体现。
（3）要拥有透过现象看本质的能力，代码中不是例题的计算，是对本质的分析和计算。

三、总结

我佩服于老师的出题水平，将面向对象的程序设计的高阶性展现的淋漓尽致同时还在这后两次题目中突出展现了一位工程师该拥有的对未知事物的探索能力和透过现象看本质的能力。虽然对我而言确实难度较高，但是我相信每一个认真考虑、设计过这三次作业的同学能力都得到了不小的提升。
尤其是在后面两题，对题目理解的要求很高，需要我们花掉更多的时间投入到读题和理解题目中。题目的物理专业性也很高，看似是不相关的阻碍，实则也是对我们对未知事物的探索能力和透过现象看本质的能力的要求。在与后面两次PTA作业的斗争中，确确实实更多是与题目的苦斗。也让我更清晰的认识到代码不应该是直接着手写的，而是需要清晰的了解需求后认真的做出设计，这样才写出更完美的代码，也能让代码的效率大大提高。
在第五次作业的完全改变后，我的代码也自然而然是进行了全面的改变，随之而来的不仅不是更长的代码时间，反而让我彻底的优化了自己的设计，也让自己的类的单一职责性达到了前三次作业时而梦寐以求的高度。这也让我全方面的练习了怎么设计，也让我意识到自己更应该学会抛弃自己的垃圾代码，去尝试更高阶的内容，这样才能真正的提高自己的水平。我也相信自己会在不断地抛弃与尝试中逐渐提高自己的高度、提升自己的能力，做一个优秀的学习者。
浅谈一下我的建议呢，我还是希望在作业结束后或大部分人都遇到困难时老师可以给出一些指导，让题目面向的学生群体再拓宽一些。😇😇😇