OOP第二轮PTA作业总结

前言

面向对象设计第二轮PTA作业的总体难度下降，除了第四次PTA作业在第一轮的基础上进行迭代，加入新的约束条件，第五次和第六次PTA作业是新的电路设计作业，虽然简单了不少，但对于我这种不肯努力型选手还是具有挑战性的。

第四次PTA作业难度大，恰好时间又在节假日期间，没有一点心思在PTA作业上，都拿来玩了（不可否认，自己的学习态度很有问题！）。第五次作业是第一次新题目，难度不大，时间又充裕，虽然拿到了90多分，但是还有若干测试点没过。第六次作业在第五次作业的基础上增加并联电路，程序设计变的复杂，依然有迹可循；最终导致没分的原因是时间管理不到位，没有提前开始着手代码设计和编写，导致临近截止日期还有许多未编写更别说修改过程了。

设计与分析

第四次PTA作业

题目信息

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。

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

以上为题目信息全部内容，样例省略，部分错误信息输出同前三次相同.

解答与分析：按照要求这次程序设计除了：学生类、试卷类、答卷类和简答题类之外还应该设计选择题类、多选题类以及填空题类；因此出现多种题目时创建一个题目类的父类：Problem类。类间关系包括，试卷类关联各种题目类，既关联题录类的父类Problem类。学生类用答卷类做属性，实现关联关系。（这次实验没做出来，参考老师的类图写的程序）

类图如下：

①Answerpaper类：与Testpaper关联，方便实现答案与标准答案的对比，算出得分信息和总分

点击查看属性设置

public class Answerpaper {
	private Testpaper paper=new Testpaper();
	private String[] answers=new String[100];
	private boolean[] marks=new boolean[100];
	private String studentID=null;
	public Answerpaper() {
		super();
	}
	public void printQ_A(int num) {
		System.out.println();
	}
	
}

②Testpaper类：使用HashMap将键和值进行关联，使得Testpaper中的有效题目一一对应，不存在题目也好辨别。

点击查看属性设置

private  String problemnumber=null;
private HashMap<String,Problem_paper> problems=new HashMap<>();
private int sumpoints=0;
private int problemquantity=0;
private boolean isvalid=true;

③Answer,Problem,Problem_paper类,之间的关联关系，实现对应答案从问题中遍历实现答案的比较。

点击查看部分代码信息


public class Answer{
	private Problem_paper problem=new Problem_paper();
	private String answer=null;
	private boolean mark=true;
	private int score=0;
	
	
}
public class Problem_paper {
	private String ppnum=null;//试卷中题目的顺序号
	private Problem problem=new Problem();
	private int problem_points=0;
	
	public Problem_paper() {
		super();
	}
	public Problem_paper(String ppnum,Problem problem,int problem_points) {
		super();
		this.ppnum=ppnum;
		this.problem=problem;
		this.problem_points=problem_points;
	}
	
}
public class Problem {
	private int num=0;
	private String content=null;
	private String standardanswer=null;
	private boolean isvalid=true;//题目有效判断
	private ArrayList<String> answers=new ArrayList<>();
	
	public Problem() {
		super();
	}
	public Problem(int num,String content,String standardanswer) {
		super();
		this.num=num;
		this.content=content;
		this.standardanswer=standardanswer;
	}
	
}

④Student类，没有特别的名字和学号，在输出时需要对应输出。

第五次PTA作业

题目信息

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。

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：建议设计类图如下：

解答与分析：这次PTA大作业是第一次电路程序，比较简单，但是读好题目是最重要的一点！其中有些信息是隐藏的，有些是默认给出的。

首先设计类，从建议设计类图可以看出所有的类都继承一个父类：电路设备（ElectricDevice)类，除了上述类（ControllerDevice、ControlledDevice、SeriesCondition）设计外，还应该设计具体的电器类：Lamp,Sunlamp,Whitelamp,Fan,Switch,Continuegovernor,Geargovernor。这些类间也有多种关系：Lam和Fan继承自ControlledDevice，Sunlamp和Whitelamp继承自Lamp；Switch,Continuegovernor和Geargovernor继承自ControllerDevice；SeriesCondition用泛型实现了一个由ElectricDevice组成的ArrayList来作为属性，使得与所有电器获得聚合关系。

类图参考如下：

①ElectricDevice类：作为所有电器类的父类，拥有所有的公共属性：名字和引脚；方法包括有参和无参构造方法以及属性的get和set方法

点击查看代码

public class ElectricDevice {
	private String name=null;
	private double pin1=0;
	private double pin2=0;
	public ElectricDevice() {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	public ElectricDevice(double pin1, double pin2) {
		super();
		this.pin1 = pin1;
		this.pin2 = pin2;
	}
	
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public double getPin1() {
		return pin1;
	}
	public void setPin1(double pin1) {
		this.pin1 = pin1;
	}
	public double getPin2() {
		return pin2;
	}
	public void setPin2(double pin2) {
		this.pin2 = pin2;
	}
	
}

②ControlledDevice类：继承自ElectricDevice类，除了有参和无参构造方法外，只需要加入新的方法获取电器的电压

点击查看代码

public class ControlledDevice extends ElectricDevice{
	private double v=super.getPin1()-super.getPin2();

	public ControlledDevice() {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}

	public ControlledDevice(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}

	public double getV() {
		return super.getPin1()-super.getPin2();
	}

	public void setV(double v) {
		this.v = v;
	}
	

}

③ControllerDevice类：仅作为电器细分的类，当前题目除了有参和无参构造方法外没有别的设计需求，可持续扩充。

④SeriesCondition类：以ArrayList<ElectricDevice>做属性，用来模拟串联电路。

点击查看代码

public class SeriesCondition extends ElectricDevice{

	ArrayList<ElectricDevice> devicelist=new ArrayList<>();
	public SeriesCondition() {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}

	public SeriesCondition(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	public void addDevice(String content) {
		String[] str=content.split("-");
		for(ElectricDevice device:devicelist) {
			if(device.getName().equals(str[0])) {
				return;
			}
		}
		if(str[0].contains("K")) {
			devicelist.add(new Switch(str[0],str[1]));
		}else if(str[0].contains("F")) {
			devicelist.add(new Geargovernor(str[0],str[1]));
		}else if(str[0].contains("L")) {
			devicelist.add(new Continuegovernor(str[0],str[1]));
		}else if(str[0].contains("B")){
			devicelist.add(new Whitelamp(str[0],str[1]));
		}else if(str[0].contains("R")) {
			devicelist.add(new Sunlamp(str[0],str[1]));
		}else if(str[0].contains("D")) {
			devicelist.add(new Fan(str[0],str[1]));
		}else {
			return;
		}
		
	}
	public ArrayList<ElectricDevice> getDevicelist(){
		return devicelist;
	}
	public boolean findDevice (ElectricDevice aim) {
		for(ElectricDevice device:devicelist) {
			if(device.getName().equals(aim.getName())) {
				return true;
			}
		}
		return false;
	}

}

⑤Switch,Continuegovernor和Geargovernor类：继承自ControllerDevice类，每个类有自己的独特属性和独特方法。按照题目要求进行设计具体设计可以参考如下代码：

点击查看代码

public class Switch extends ControllerDevice{
	private boolean open=true;

	public Switch(String name,String num) {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
		super.setName(name);
	}

	public Switch(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	public void setPin2() {
		if(open) {
			super.setPin2(0);
		}else {
			super.setPin2(getPin1());
		}
		
	}
	

	public boolean isOpen() {
		return open;
	}

	public void setOpen(boolean open) {
		this.open = open;
	}
	public void change() {
		if(open) {
			open=false;
		}else {
			open=true;
		}
	}
	
}
public class Continuegovernor extends ControllerDevice{

	private double n=0;
	public Continuegovernor(String name,String num) {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
		super.setName(name);
	}

	public Continuegovernor(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	public void setN(double n) {
		this.n=n;
	}
	public double getN() {
		return n;
	}
	public void setPin2() {
		
		if(n>=0&&n<=1) {
			super.setPin2(n*super.getPin1());
		}else {
			super.setPin2(0);
		}
	}

}
public class Geargovernor extends ControllerDevice{

	private int gear=0;
	public Geargovernor(String name,String num) {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
		super.setName(name);
	}

	public int getGear() {
		return gear;
	}
	public void upGear() {
		if(gear<4) {
			gear++;
		}
	}
	public void downGear() {
		if(gear>0) {
			gear--;
		}
	}
	public void setPin2() {
		switch(gear) {
		case 0:super.setPin2(0);break;
		case 1:super.setPin2(0.3*super.getPin1()); break;
		case 2:super.setPin2(0.6*super.getPin1()); break;
		case 3:super.setPin2(0.9*super.getPin1()); break;
		default:super.setPin2(0);
		}
		
	}

}

⑥Lamp类：所有具体灯类的父类，继承自ControlledDevice类，拥有特殊属性：亮度；还有属性的set和get方法。

点击查看代码

public class Lamp extends ControlledDevice{

	private double light=0;

	public Lamp() {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}

	public Lamp(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}

	public double getLight() {
		return light;
	}

	public void setLight(double light) {
		this.light = light;
	}
	
}

⑦Sunlamp,Whitelamp类：继承自Lamp类，由于工作原理不同，对应电压下的亮度不同，每个具体灯类有自己的计算亮度方法。

点击查看代码

public class Sunlamp extends Lamp{

	public Sunlamp(String name,String num) {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
		super.setName(name);
	}

	public Sunlamp(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	public double getLight() {
		if(super.getV()-0<0.01) {
			return 0;
		}else {
			return 180;
		}
	}

}
public class Whitelamp extends Lamp{

	public Whitelamp(String name,String num) {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
		super.setName(name);
	}

	public Whitelamp(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	public double getLight() {
		double v=super.getV();
		if(v>0&&v<9) {
			return 0;
		}else if(v>220) {
			return 200;
		}else {
			return v*5/7+300/7;
		}
		
	}

}

⑧Fan类：继承自ControlledDevice类，有特殊属性：转速，还有对应题目要求的计算方法。

点击查看代码

public class Fan extends ControlledDevice{

	private double speed=0;
	public Fan(String name,String num) {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
		super.setName(name);
	}

	public Fan(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}

	public double getSpeed() {
		double v=super.getV();
		if(v>0&&v<80) {
			return 0;
		}else if(v>=80&&v<=150) {
			return v*4-240;
		}else {
			return 360;
		}
		
	}

	public void setSpeed(double speed) {
		this.speed = speed;
	}
	
	

}

第六次PTA作业

题目信息

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。

分档调速器

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。

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。

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

解答与分析：本次作业在第五次作业上迭代，新加入电器：落地扇，并且新加入电器属性电阻，以及新加入并联电路（注意隐藏属性只有一个并联电路）。对应类设计发生改变：对于ElectricDevice类加入电阻属性，和对应的get和set方法；将电扇类抽象为一个父类,由吊扇和落地扇进行继承操作；额外新加入并联类（ParallelCondition）。

类如如下：

本次主要在源代码上修改和增加东西。

①ElectricDevice类：新增电阻属性，和对应方法。（电器电阻都是类似加入，不同电器按照题目要求进行初定义）

点击查看代码


public class ElectricDevice {
	private String name=null;
	private int num=0;
	private double pin1=0;
	private double pin2=0;
	private double r=0;
	public ElectricDevice() {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	public ElectricDevice(double pin1, double pin2) {
		super();
		this.pin1 = pin1;
		this.pin2 = pin2;
	}
	
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public double getPin1() {
		return pin1;
	}
	public void setPin1(double pin1) {
		this.pin1 = pin1;
	}
	public double getPin2() {
		return pin2;
	}
	public void setPin2(double pin2) {
		this.pin2 = pin2;
	}
	public int getNum() {
		return num;
	}
	public void setNum(int num) {
		this.num = num;
	}
	public double getR() {
		return r;
	}
	public void setR(double r) {
		this.r=r;
	}
	
}

②ParallelCondition类：属性：多个串联电路（SeriesCondition)形式为ArrayList<SeriesCondition>;

方法：无参和有参构造方法，重写获取电阻getR()方法。

点击查看代码


public class ParallelCondition extends ElectricDevice{
	
	
	ArrayList<SeriesCondition> connectionlist=new ArrayList<>();

	public ParallelCondition(String name) {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
		super.setName(name);
	}

	public ParallelCondition(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	public void addConnectionlist(SeriesCondition connection) {
		connectionlist.add(connection);
	}
	public void setR() {
		double dr=0;
		for(SeriesCondition connection:connectionlist) {
			dr+=1/connection.getR();
		}
		super.setR(1/dr);
	}

	public ArrayList<SeriesCondition> getConnectionlist() {
		return connectionlist;
	}

	public void setConnectionlist(ArrayList<SeriesCondition> connectionlist) {
		this.connectionlist = connectionlist;
	}
	
	

}

③Fan类抽象成父类；Afan类为落地扇，Dfan类为吊扇都继承自Fan类，都有其自己计算转速的方法，根据题目要求设计。

点击查看代码


public class Fan extends ControlledDevice{
	private double speed=0;
	public Fan() {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}

	public Fan(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}

	public double getSpeed() {
		return speed;
		
	}

	public void setSpeed(double speed) {
		this.speed = speed;
	}

}
public class Afan extends Fan{
	public Afan(String name,int num) {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
		super.setName(name);
		super.setNum(num);
		super.setR(20);
	}

	public Afan(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	public double getSpeed() {
		double v=super.getV();
		if(v<80) {
			return 0;
		}else if(v>=80&&v<100) {
			return 80;
		}else if(v>=100&&v<120) {
			return 160;
		}else if(v>=120&&v<140) {
			return 260;
		}else {
			return 360;
		}
	}
}
public class Dfan extends Fan{

	public Dfan(String name,int num) {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
		super.setName(name);
		super.setNum(num);
		super.setR(20);
	}

	public Dfan(double pin1, double pin2) {
		super(pin1, pin2);
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	public double getSpeed() {
		double v=super.getV();
		if(v>0&&v<80) {
			return 0;
		}else if(v>=80&&v<=150) {
			return v*4-240;
		}else {
			return 360;
		}
	}

	
}

踩坑心得

第四次PTA作业：

①没学Java的一些基础类会直接影响程序设计，因为没学HashMap使得自己只去想一些基础语句来实现功能，而一些Java自己的基础类就会简化代码，提供更多思路去设计类。

②类的设计要按照需求来设计，不是有什么就设计什么，可以创造新的加入新类使得自己的整个过程更加细化，更加可操作。

第五次PTA作业：

①对于电器的引脚，目前不复杂的程序设计可以不考虑先后连接因素，自己设定pin1为入引脚，pin2为出引脚。

②对于出入的电器信息一定要正确使用正则表达式，并且在使用后通过Debug调试来检验对应的功能是否正确，否则在程序编写完成后会造成很多不清不楚的问题。

③仔细阅读题目信息，对于电灯，风扇需要计算的亮度和转速一定要提前计算和设计好方法。

④抽象类不能实体化对象，但可以作为泛型来方便遍历各种子对象，比如在电路中模拟电路运行时，用抽象类来遍历ArrayList就具有普适性。

第六次PTA作业：

①要提前开始设计程序！题目很长，要求很多，一般不能完成所有要求，需要早做类设计，并且在设计时，代入实例不断完善代码。

②电路的模拟需要像做物理题目一样，一步步求出对应的参数需求，再分配电压。且电压的分配需要从大类到小类不重不漏。

③最后的输出一定要按照题目要求进行，包括不同电器顺序和同种电器的序号排序。

改进建议

将需求细化，类设计尽量做到属性不变，定义方法满足需求。
主要输入处理，电路模拟，输出过程都在main()函数中，还需摆脱C语言的编程思路，尽量做到单一职责，责任细分。
抽象类，接口，设计模式等面向对象的设计工具有待使用，促进设计的可读性和可迭代性。
编写程序需要学新东西，对之前繁冗的代码进行取代，提高代码质量。

总结

学好程序设计需要投入时间，从开始的需求分析，类设计，到代码实现，都需要一步一步去磨合；不是短时间就可以完成的。
进步要不断的学习和复盘，“学而不思则罔，思而不学则殆”，不能只对掌握的东西进行思考和使用，更要学习新的东西来充实自己。

posted @ 2024-06-08 20:40 Stone_nix 阅读(24) 评论(1) 收藏举报

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