一、前言：

本次的大作業(yè)，包含了兩個(gè)部分，一個(gè)是之前的1-3大作業(yè)（答題程序）還剩余的一次迭代，另外兩個(gè)是最近做的電路設(shè)計(jì)的迭代，總而來說，這些大作業(yè)都是對(duì)于自己能力的考驗(yàn)，也是對(duì)自己的提升。

二、設(shè)計(jì)與分析：

大作業(yè)4最后一題：

1.源碼分析：

這次的迭代相比于上次的內(nèi)容，主要是增加了如下

• 題目：增加了題目類型，包括多選題，填空題了
• 對(duì)于類的設(shè)計(jì)，主要是需要使用繼承的思想，這些多選題，填空題都是可以繼承于題目類，然后重寫其中的方法。
• 對(duì)于判分，就需要增加多選題的判分邏輯，填空題的判分邏輯。因?yàn)闀?huì)有半對(duì)的情況產(chǎn)生，所以需要考慮。

其實(shí)我這里也是使用小巧思

class MCQuestion extends Question { // 定義選擇題類，繼承題目類
    public MCQuestion(int number, String content, String standardAnswer) {
        super(number, content, standardAnswer);
    }
}

class FQuestion extends Question { // 定義填空題類，繼承題目類
    public FQuestion(int number, String content, String standardAnswer) {
        super(number, content, standardAnswer);
    }
}

其實(shí)不難發(fā)現(xiàn)，我這個(gè)完全就是一個(gè)虛假的繼承，因?yàn)槲移鋵?shí)還是把他當(dāng)那種單選題做了，不過能出一個(gè)半對(duì)的情況。只是我分開存儲(chǔ)了答案，然后就會(huì)有我如下的判定：

boolean isAllCorrect = standardAns.equals(providedAns); // 對(duì)于一模一樣的答案直接通過，針對(duì)填空題
boolean isCorrect = containsAllCharacters(MstandardAns, MproviedAns); // 對(duì)于錯(cuò)序的選擇題，如標(biāo)準(zhǔn)答案是：ABD，給出答案是：DBA
boolean ishalfCorrect = containspartCharacters(MstandardAns, MproviedAns); // 判斷是否有包含,針對(duì)半對(duì)的情況，不能有多余字符

可以看見我的是有三種情況的，然后分開判定，這樣就能處理多選題和半對(duì)的情況。也算是一個(gè)投機(jī)取巧的辦法？

2.SourceMontor分析結(jié)果：

3.UML圖：

4.時(shí)序圖

大作業(yè)5最后一題：

1.源碼分析

這是第一次新的題，就是對(duì)于電路電器的模擬
我做出了如下設(shè)計(jì)：

1. 電氣設(shè)備類（Electrical_equipment）

• 屬性：
  • identifier: 設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)符（例如，VCC、GND等）。
  • inputVoltage: 輸入電壓（默認(rèn)值為0V）。
  • outputVoltage: 輸出電壓（默認(rèn)值為0V）。
  • number: 設(shè)備編號(hào)。
    input 和 output: 分別表示設(shè)備的輸入和輸出端口。
• 方法：
  • getOutputVoltage(): 返回輸出電壓，調(diào)用 computeOutput() 進(jìn)行計(jì)算。
  • setInputVoltage(double inputVoltage): 設(shè)置輸入電壓。
  • computeOutput(): 抽象方法，用于每個(gè)設(shè)備根據(jù)輸入電壓計(jì)算輸出電壓，具體實(shí)現(xiàn)由子類提供。

2. 具體設(shè)備類

• 電壓源（Voltage_source）: 輸出固定電壓220V，表示電源設(shè)備。
• 接地（Ground）: 輸出固定電壓0V，表示接地設(shè)備。
• 控制設(shè)備（如 Switch, Binning_governor, Continuous_governor）: 用于調(diào)節(jié)電路的開關(guān)狀態(tài)、調(diào)速或調(diào)節(jié)電壓輸出。

3. 受控設(shè)備（如 Light, Fan）: 由電壓控制，執(zhí)行具體的控制操作，如燈的亮度或風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
   每個(gè)設(shè)備類繼承自 Electrical_equipment 并實(shí)現(xiàn)了 computeOutput() 方法，計(jì)算設(shè)備的輸出電壓或亮度等。

• 控制設(shè)備類
  Switch: 用于控制電路開關(guān)狀態(tài)。電路的狀態(tài)（開或關(guān)）會(huì)影響設(shè)備的電壓輸出。toggle() 方法改變開關(guān)狀態(tài)。
  Binning_governor: 分檔調(diào)速器，通過切換檔位控制電壓輸出的比例。共有4檔，檔位0至3。
  Continuous_governor: 連續(xù)調(diào)速器，輸出電壓比例在0至1之間，可以細(xì)粒度調(diào)整輸出電壓。
  這些設(shè)備通過輸入調(diào)節(jié)命令（例如 #K1, #F2+ 等）來控制設(shè)備的狀態(tài)。

• 電路連接和設(shè)備控制
  ProcessSystem 類負(fù)責(zé)解析輸入命令并管理設(shè)備。輸入包括設(shè)備連接（例如 [VCC 1]）和設(shè)備控制命令（如 #K2, #F3+ 等）。
  解析設(shè)備連接：parseConnection() 方法通過正則表達(dá)式解析輸入的設(shè)備連接命令。根據(jù)設(shè)備連接，更新設(shè)備列表 deviceList。
  設(shè)備控制：parseControlEquipment() 方法解析并執(zhí)行控制命令，比如切換開關(guān)狀態(tài)或調(diào)整調(diào)速器檔位。

串聯(lián)電路（SeriesCircuit）: 設(shè)備通過 SeriesCircuit 類連接，模擬串聯(lián)電路的行為。電壓從 VCC（電壓源）流向其他設(shè)備，并根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)計(jì)算每個(gè)設(shè)備的輸出電壓。

在串聯(lián)電路中，電流流過每個(gè)設(shè)備時(shí)，可能會(huì)遇到開關(guān)（Switch），若開關(guān)關(guān)閉，則電路中斷，電壓為0V。

輸出計(jì)算：computeSystemOutput() 方法會(huì)計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的輸出，并將結(jié)果按設(shè)備編號(hào)排序輸出。

其實(shí)是以巨大的繼承關(guān)系，
如圖：

可以見到總的父類是Electrical_equipment，然后是Voltage_source、Ground、Switch、Binning_governor、Continuous_governor、Light、Fan等具體設(shè)備類，最后是ProcessSystem類負(fù)責(zé)管理設(shè)備。

2.SourceMontor分析結(jié)果：

3.UML圖

4.時(shí)序圖

大作業(yè)6最后一題：

1.源碼分析

此次迭代基于上次的基礎(chǔ)上添加了并聯(lián)電路，以及新的受控設(shè)備，對(duì)于新的受控設(shè)備來說，改的不多，只是增加了一個(gè)新的類來繼承Fan，然后重寫了computeOutput()方法，計(jì)算風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。并且在處理設(shè)備的時(shí)候增加對(duì)于落地扇的操作即可。
最主要的是新增的并聯(lián)，思路也比較簡單，我是計(jì)算電阻分壓來做的，在并聯(lián)的類里，有
private List< SeriesCircuit > seriesCircuits; 來存放串聯(lián)電路，通過computeOutput()計(jì)算分壓，然后再計(jì)算總電壓。
另外，我把之前的設(shè)備里的comouteOutput()方法改成了compute(),因?yàn)楝F(xiàn)在同一以compute()來計(jì)算設(shè)備的各種參數(shù)值。comouteOutput()就主要用于處理電壓，以及電阻等了。

2.SourceMontor分析結(jié)果：

3.UML圖

4.時(shí)序圖

三、踩坑心得

• 在大作業(yè)4的實(shí)現(xiàn)中，嘗試通過繼承關(guān)系來簡化多種題型的設(shè)計(jì)（如選擇題、填空題等）。雖然這種設(shè)計(jì)看起來符合面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則，但實(shí)際上并沒有充分利用繼承的優(yōu)勢，而是出現(xiàn)了“虛假的繼承”——多選題和填空題本質(zhì)上和單選題差別不大，繼承只是為了區(qū)分不同的題型。然而，這種設(shè)計(jì)使得代碼的可擴(kuò)展性變差，因?yàn)楹罄m(xù)若需要對(duì)新類型的題目進(jìn)行擴(kuò)展（如判斷對(duì)錯(cuò)規(guī)則），則不得不修改現(xiàn)有類。但是那一次我也只會(huì)這樣考慮了
• 在大作業(yè)5和大作業(yè)6的電路模擬中，涉及到了設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流和控制邏輯。尤其是在串聯(lián)和并聯(lián)電路的實(shí)現(xiàn)過程中，需要仔細(xì)設(shè)計(jì)每個(gè)設(shè)備的輸入輸出接口以及控制命令的解析。最初在設(shè)計(jì)控制命令的解析時(shí)，難以保證命令的順序和格式的一致性，導(dǎo)致程序出錯(cuò)或行為不符合預(yù)期。
• 電路模擬中的每個(gè)設(shè)備都有不同的計(jì)算邏輯，如電壓源、電壓控制器、負(fù)載設(shè)備等，而每個(gè)設(shè)備的輸出都可能受到其他設(shè)備的影響。調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)電路在某些情況下輸出不正常，往往是因?yàn)槟硞€(gè)設(shè)備的狀態(tài)或參數(shù)沒有正確傳遞。比如在串聯(lián)電路中，若一個(gè)開關(guān)狀態(tài)未被正確更新，可能導(dǎo)致電路中斷，輸出為零。在并聯(lián)電路中，之前沒有分開compute()和computeOutput()，導(dǎo)致在計(jì)算分壓的時(shí)候，沒有考慮到電阻的值，導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。
• 大作業(yè)6中，我實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)電路的模擬。并聯(lián)電路的輸出電壓需要通過電阻分壓來計(jì)算，雖然思路清晰，但實(shí)際編碼時(shí)，如何準(zhǔn)確模擬電流分流和電壓分配，尤其是在不同設(shè)備和電路組合時(shí)，給我?guī)砹艘恍├Щ蟆Ｆ鸪?，我沒能很好地處理串聯(lián)電路和并聯(lián)電路之間的相互影響，導(dǎo)致某些情況下計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。

四、改進(jìn)建議

• 盡量避免為了繼承而繼承，特別是在子類和父類之間差異不大的情況下?？梢钥紤]通過接口或者策略模式來提高代碼的靈活性和可維護(hù)性。
• 對(duì)于大作業(yè)4的答題程序來說，應(yīng)該是進(jìn)一步優(yōu)化進(jìn)程的，可以增加屬性：答案的集合等信息，以便于判分。這樣相對(duì)于我的程序更加優(yōu)良
• 對(duì)于大作業(yè)6來說，我的成績是94分的樣子，在今天走的時(shí)候想到，似乎有個(gè)地方?jīng)]有改掉，就是在sort中，沒有把A（落地扇）加上去，導(dǎo)致其實(shí)落地扇是沒有加入排序的。

總結(jié)

通過這次的大作業(yè)，我不僅鞏固了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思維，也深入理解了如何將抽象的電路模型轉(zhuǎn)化為具體的代碼實(shí)現(xiàn)。從設(shè)計(jì)繼承關(guān)系到電路的模擬，每一部分都考驗(yàn)了我的編程能力和解決問題的思路。通過這次迭代，我收獲了很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，特別是在如何設(shè)計(jì)靈活、可擴(kuò)展的系統(tǒng)方面。