前言
一個學期的學習讓我對oop和程序設計有了更深的認識。粗淺的解釋封裝就是對數據進行隱藏；繼承就是子類繼承父類(class)或接口(interface)的方法和屬性，并實現代碼復用；多態就是重載和重寫。這一切的目的是為了讓程序有更好的結構，便于后續的設計與維護。這一切的理論讓我受益良多。由于上次的PTA作業取得的分數較低，同時臨近考試，后續的作業我都未上手寫。

本學期學到的知識點
1.oop的基本理論。
2.Java語言的部分語法。
3.多種設計模式。
4.界面的設計方法。
5.高效的一些自學途徑。

自我改進的方面

設計分析
第一次大作業

7-1 家居強電電路模擬程序-3
分數 100
作者 蔡軻
單位 南昌航空大學
智能家居是在當下家庭中越來越流行的一種配置方案，它通過物聯網技術將家中的各種設備（如音視頻設備、照明系統、窗簾控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、影音服務器、影柜系統、網絡家電等）連接到一起，提供家電控制、照明控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、環境監測、暖通控制、紅外轉發以及可編程定時控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，提供全方位的信息交互功能。請根據如下要去設計一個智能家居強電電路模擬系統。以下題目介紹中加粗的部分為本次迭代在“家居強電電路模擬程序-2”的基礎上增加的功能要求。

1、控制設備

本題模擬的控制設備包括：開關、分檔調速器、連續調速器、互斥開關。

開關：包括0和1兩種狀態。

開關有兩個引腳，任意一個引腳都可以是輸入引腳（接往電源端），而另一個則是輸出引腳（接網接地端）。開關狀態為0時，無論輸入電位是多少，輸出引腳電位為0。當開關狀態為1時，輸出引腳電位等于輸入電位。
互斥開關：

互斥開關有3個引腳：1個是匯總引腳，另兩個是分支引腳。

開關電路示意圖如圖1所示，左邊是匯總引腳，編號為1；右邊兩個是分支引腳，右上的輸出引腳為2，右下輸出引腳為3。圖中1、2、3引腳均可以是輸入引腳，當1為輸入引腳時，2、3引腳為輸出引腳；1為輸出引腳時，2、3引腳為輸入引腳。

互斥開關只有兩種狀態：開關接往上面的2號引腳、接往下面的3號引腳。開關每次只能接通其中一個分支引腳，而另一個分支引腳處于斷開狀態。

互斥開關的默認狀態為1、2引腳接通，1、3引腳斷開。

圖1中所示的互斥開關可以反過來接入電路，即匯總引腳接往接地端，兩個分支引腳接往電源端。
image.png

圖1 互斥開關

為避免短路，互斥開關設置了限流電阻，12引腳之間默認電阻為5，13引腳之間默認電阻為10。

分檔調速器

按檔位調整，常見的有3檔、4檔、5檔調速器，檔位值從0檔-2（3/4）檔變化。本次迭代模擬4檔調速器，每個檔位的輸出電位分別為0、0.3、0.6、0.9倍的輸入電壓。
連續調速器

沒有固定檔位，按位置比例得到檔位參數，數值范圍在[0.00-1.00]之間，含兩位小數。輸出電位為檔位參數乘以輸入電壓。
所有調速器都有兩個引腳，一個固定的輸入（引腳編號為1）、一個輸出引腳（引腳編號為2）。當輸入電位為0時，輸出引腳輸出的電位固定為0，不受各類開關調節的影響。

開關、調速器的初始狀態/檔位為0。

調速器的輸入引腳編號為1，輸出引腳編號為2。
除互斥開關外，其他控制設備的電阻為 0。

2、受控設備

本題模擬的受控設備包括：燈、風扇。兩種設備都有兩根引腳，通過兩根引腳電壓的電壓差驅動設備工作。

燈有兩種工作狀態：亮、滅。在亮的狀態下，有的燈會因引腳電位差的不同亮度會有區別。
風扇在接電后有兩種工作狀態：停止、轉動。風扇的轉速會因引腳間電位差的不同而有區別。
本次迭代模擬兩種燈具。

白熾燈：

亮度在0~200lux（流明）之間。
電位差為0-9V時亮度為0,其他電位差按比例，電位差10V對應50ux，220V對應200lux，其他電位差與對應亮度值成正比。白熾燈超過220V。
日光燈：

亮度為180lux。
只有兩種狀態，電位差為0時，亮度為0，電位差不為0，亮度為180。
本次迭代模擬兩種風扇。

吊扇：

工作電壓區間為80V-150V，對應轉速區間為80-360轉/分鐘。80V對應轉速為80轉/分鐘，150V對應轉速為360轉/分鐘，超過150V轉速為360轉/分鐘（本次迭代暫不考慮電壓超標的異常情況）。其他電壓值與轉速成正比，輸入輸出電位差小于80V時轉速為0。
落地扇：

工作電壓區間為 80V-150V，對應轉速區間為 80-360 轉/分鐘；[80V,100V) 對應轉速為 80 轉/分鐘；[100,120)V 對應轉速為 160 轉/分鐘；[120,140)V 對應轉速為 260 轉/分鐘；大于等于 140V 轉速 為 360 轉/分鐘（本次迭代暫不考慮電壓超標的異常情況）。

本次迭代模擬一種受控窗簾：

受控窗簾的電路符號為S，其最低工作電壓為50V，電壓達到或超過50V，窗簾即可正常工作，不考慮室外光照強度和室內空間大小等因素，窗簾受室內燈光的光照強度控制。

當電路中所有燈光的光照強度總和在[0,50)lux范圍內，窗簾全開；
在[50,100)lux范圍內，窗簾打開比例為0.8；
在[100,200)lux范圍內，窗簾打開比例為0.6；
在[200,300)lux范圍內，窗簾打開比例為0.4；
在[300,400)lux范圍內，窗簾打開比例為0.2；
在400lux及以上范圍內，窗簾關閉。
當電壓低于50V，窗簾不工作，默認為全開狀態。
如果電路中沒有燈或者燈全部關閉，光照強度為0，窗簾處于全開狀態。
受控設備電阻：白熾燈的電阻為 10，日光燈的電阻為 5，吊扇的電阻為 20，落地扇的電阻為 20，窗簾電阻為15。

3、輸入信息

1）輸入設備信息

分別用設備標識符K、F、L、B、R、D、A、H、S分別表示開關、分檔調速器、連續調速器、白熾燈、日光燈、吊扇、落地扇、互斥開關、受控窗簾。

設備標識用標識符+編號表示，如K1、F3、L2等。
引腳格式：設備標識-引腳編號，例如：K1-1標識編號為1的開關的輸入引腳。

開關、分檔調速器、連續調速器的輸入引腳編號為1，輸出引腳編號為2。
受控設備的兩個引腳編號分別為1、2。
互斥開關的引腳編號已經在互斥開關的介紹部分說明。
約束條件：

不同設備的編號可以相同。
同種設備的編號可以不連續。
設備信息不單獨輸入，包含在連接信息中。

2）輸入連接信息

一條連接信息占一行，用[]表示一組連接在一起的設備引腳，引腳與引腳之間用英文空格" "分隔。

格式："["+引腳號+" "+引腳號+"]"
例如：[K1-1 K3-2]表示K1的1引腳，K3的2引腳連接在一起。
約束條件：

不考慮調速器串聯到其他調速器的情況。
考慮各類設備的并聯接入。例如，K1 的輸出接到 L2 的輸入，L2 的輸出再接其他設備屬于串聯接線。K1 的輸出接到 L2 的輸出，同時 K1 的輸入接到 L2 的輸入，這種情況屬于并聯。

本次迭代的連接信息不單獨輸入，包含在線路信息中。

3）輸入控制設備調節信息

開關、互斥開關調節信息格式：

+設備標識K+設備編號，例如：#K2，代表切換K2開關的狀態。

+設備標識H+設備編號，例如：#H2，代表切換H2互斥開關的狀態。

分檔調速器的調節信息格式：

+設備標識F+設備編號+"+" 代表加一檔，例如：#F3+，代表F3輸出加一檔。

+設備標識F+設備編號+"-" 代表減一檔，例如：#F1-，代表F1輸出減一檔。

連續調速器的調節信息格式：

+設備標識L+設備編號+":" +數值 代表將連續調速器的檔位設置到對應數值，例如：#L3:0.6，代表L3輸出檔位參數0.6。

4）電源接地標識：

VCC，電壓220V，GND，電壓0V。沒有接線的引腳默認接地，電壓為0V。

5）輸入串聯電路信息

一條串聯電路占一行，串聯電路由按從靠電源端到接地端順序依次輸入的 n 個連接 信息組成，連接信息之間用英文空格" "分隔。

串聯電路信息格式：

"#T"+電路編號+":"+連接信息+" "+連接信息+...+" "+連接信息
例如：#T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT] 一個串聯電路的第一個引腳是 IN，代表起始端，靠電源。最后一個引腳是 OUT，代表結尾端， 靠接地。
約束條件：

不同的串聯電路信息編號不同。

輸入的最后一條電路信息必定是總電路信息，總電路信息的起始引腳是 VCC，結束引腳是 GND。

連接信息中的引腳可能是一條串聯或并聯電路的 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）輸入并聯電路信息

一條并聯電路占一行，并聯電路由其包含的幾條串聯電路組成，串聯電路標識之間用英文空格" "分隔。

格式：

"#M"+電路編號+":"+”[”+串聯電路信息+" "+....+" "+串聯電路信息+”]”
例如：#M1:[T1 T2 T3]
該例聲明了一個并聯電路，由 T1、T2、T3 三條串聯電路并聯而成，三條串聯電路的 IN 短 接在一起構成 M1 的 IN，三條串聯電路的 OUT 短接在一起構成 M1 的 OUT。
約束條件：

本次迭代不考慮并聯電路中包含并聯電路的情況。
本題不考慮輸入電壓或電壓差超過220V的情況。

輸入信息以end為結束標志，忽略end之后的輸入信息。

本題中的并聯信息所包含的串聯電路的信息都在并聯信息之前輸入，不考慮亂序輸入的情況。
只要不因短路而造成無窮大的電流燒壞電路(如電路中的部分短接)，都是合理情況，在測試點的考慮范圍之內。會造成無窮大的電流的短路本次迭代不考慮。

本次迭代考慮多個并聯電路串聯在一起的情況。

本題考慮一條串聯電路中包含其他串聯電路的情況。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\T2兩條串聯電路T3的一個部分，本題考慮這種類型的輸入。

4、輸出信息：

按開關、分檔調速器、連續調速器、白熾燈、日光燈、吊扇、互斥開關、受控窗簾的順序依次輸出所有設備的狀態或參數。每個設備一行。同類設備按編號順序從小到大輸出。

輸出格式：

@設備標識+設備編號+":" +設備參數值（控制開關的檔位或狀態、燈的亮度、風扇的轉速，只輸出值，不輸出單位）
連續調速器的檔位信息保留兩位小數，即使小數為0，依然顯示兩位小數.00。
開關狀態為0（打開）時顯示turned on，狀態為1（合上）時顯示closed
如：
@K1:turned on
@B1:190
@L1:0.60
互斥開關顯示1、2引腳的接通狀態，接通時顯示closed，斷開時顯示turned on。

如：

@H1:turned on

受控窗簾顯示窗簾打開的百分比，如：

@S1:80%

5、家居電路模擬系列所有題目的默認規則：

1）當計算電壓值等數值的過程中，最終結果出現小數時，用截尾規則去掉小數部分，只保留整數部分。為避免精度的誤差，所有有可能出現小數的數值用double類型保存并計算，不要作下轉型數據類型轉換，例如電壓、轉速、亮度等，只有在最后輸出時再把計算結果按截尾規則，舍棄尾數，保留整數輸出。

2）所有連接信息按電路從電源到接地的順序依次輸入，不會出現錯位的情況。電源VCC一定是第一個連接的第一項，接地GND一定是最后一個連接的后一項。

3）連接信息如果只包含兩個引腳，靠電源端的引腳在前，靠接地端的在后。

4）調速器的輸入端只會直連VCC，不會接其他設備。整個電路最多只有連接在電源上的一個調速器，且不包含在并聯單路中。

6、家居電路模擬系列1-4題目后續迭代設計：

1）電路結構變化：

迭代1：只有一條線路，所有元件串聯
迭代2：線路中包含一個并聯電路
迭代3：線路中包含多個串聯起來的并聯電路
迭代4：并聯電路之間可能出現包含關系

電路結構變化示意圖見圖1。

2）計算方式的變化

迭代1只包含1個受控元件，不用計算電流，之后的電路計算要包含電流、電阻等電路參數。

3）電路元件的變化

每次迭代會增加1-2個新的電路元件。

image.png

圖1：電路結構示意圖

設計建議：

1、電路設備類：描述所有電路設備的公共特征。

2、受控設備類、控制設備類：對應受控、控制設備

3、串聯電路類：一條由多個電路設備構成的串聯電路，也看成是一個獨立的電路設備

4、并聯電路類：繼承電路設備類，也看成是一個獨立的電路設備

其他類以及類的屬性、方法自行設計。

image.png

圖2：建議設計類圖

輸入樣例1:
在這里給出一組輸入。例如：

T1:[IN H1-1] [H1-2 D2-1] [D2-2 OUT]

T2:[IN H1-1] [H1-3 D1-1] [D1-2 OUT]

M1:[T1 T2]

T4:[IN K3-1] [K3-2 B2-1] [B2-2 OUT]

T5:[IN K1-1] [K1-2 B1-1] [B1-2 OUT]

M2:[T4 T5]

T3:[VCC K2-1] [K2-2 M1-IN] [M1-OUT M2-IN] [M2-OUT GND]

K1

K2

end
輸出樣例1:
在這里給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:closed
@K3:turned on
@B1:87
@B2:0
@D1:0
@D2:262
@H1:closed
輸入樣例2:
在這里給出一組輸入。例如：

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 B2-1] [B2-2 OUT]

T5:[IN K1-1] [K1-2 B1-1] [B1-2 OUT]

M2:[T4 T5]

T3:[VCC K2-1] [K2-2 M1-IN] [M1-OUT M2-IN] [M2-OUT GND]

K1

K2

end
輸出樣例2:
在這里給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:closed
@K3:turned on
@B1:87
@B2:0
@D1:0
@D2:262
@H1:closed
輸入樣例3:
在這里給出一組輸入。例如：

T1:[IN K1-1] [K1-2 B2-1] [B2-2 OUT]

T2:[IN K2-1] [K2-2 R1-1] [R1-2 OUT]

M1:[T1 T2]

T3:[VCC K3-1] [K3-2 M1-IN] [M1-OUT S1-1] [S1-2 GND]

K1

K2

K3

end
輸出樣例3:
在這里給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:closed
@K3:closed
@B2:71
@R1:180
@S1:40%
輸入樣例4:
在這里給出一組輸入。例如：

T1:[IN K2-1] [K2-2 D2-1] [D2-2 OUT]

T2:[IN K3-1] [K3-2 D1-1] [D1-2 OUT]

T3:[VCC K1-1] [K1-2 T1-IN] [T1-OUT T2-IN] [T2-OUT GND]

K1

K2

K3

end
輸出樣例4:
在這里給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@K2:closed
@K3:closed
@D1:200
@D2:200
輸入樣例5:
在這里給出一組輸入。例如：

T3:[VCC B2-1] [B2-2 K1-1] [K1-2 S1-1] [S1-2 H1-1] [H1-2 GND]

K1

end
輸出樣例5:
在這里給出相應的輸出。例如：

@K1:closed
@B2:95
@H1:closed
@S1:80%

設計思路
1.新增互斥開關類，為控制設備類的子類。包含2個串聯電路的屬性和2個電阻屬性。
2.新增受控窗簾類，為受控設備的子類。包含獲得窗簾打開比例的百分比的方法。
3.新增數據類，由于存放全部數據。

第二次大作業
1、控制設備
本題模擬的控制設備包括：開關、分檔調速器、連續調速器、互斥開關。
開關：包括0和1兩種狀態。
開關有兩個引腳，任意一個引腳都可以是輸入引腳（接往電源端），而另一個則是輸出引腳（接網接地端）。開關狀態為0時，無論輸入電位是多少，輸出引腳電位為0。當開關狀態為1時，輸出引腳電位等于輸入電位。
互斥開關：
互斥開關有3個引腳：1個是匯總引腳，另兩個是分支引腳。

開關電路示意圖如圖1所示，左邊是匯總引腳，編號為1；右邊兩個是分支引腳，右上的輸出引腳為2，右下輸出引腳為3。圖中1、2、3引腳均可以是輸入引腳，當1為輸入引腳時，2、3引腳為輸出引腳；1為輸出引腳時，2、3引腳為輸入引腳。

互斥開關只有兩種狀態：開關接往上面的2號引腳、接往下面的3號引腳。開關每次只能接通其中一個分支引腳，而另一個分支引腳處于斷開狀態。

互斥開關的默認狀態為1、2引腳接通，1、3引腳斷開。

圖1中所示的互斥開關可以反過來接入電路，即匯總引腳接往接地端，兩個分支引腳接往電源端。

圖1 互斥開關
為避免短路，互斥開關設置了限流電阻，12引腳之間默認電阻為5，13引腳之間默認電阻為10。
分檔調速器
按檔位調整，常見的有3檔、4檔、5檔調速器，檔位值從0檔-2（3/4）檔變化。本次迭代模擬4檔調速器，每個檔位的輸出電位分別為0、0.3、0.6、0.9倍的輸入電壓。
連續調速器
沒有固定檔位，按位置比例得到檔位參數，數值范圍在[0.00-1.00]之間，含兩位小數。輸出電位為檔位參數乘以輸入電壓。
所有調速器都有兩個引腳，一個固定的輸入（引腳編號為1）、一個輸出引腳（引腳編號為2）。當輸入電位為0時，輸出引腳輸出的電位固定為0，不受各類開關調節的影響。
開關、調速器的初始狀態/檔位為0。
開關、調速器的輸入引腳編號為1，輸出引腳編號為2。
除互斥開關外，其他控制設備的電阻為 0。
2、受控設備
本題模擬的受控設備包括：燈、風扇。兩種設備都有兩根引腳，通過兩根引腳電壓的電壓差驅動設備工作。
燈有兩種工作狀態：亮、滅。在亮的狀態下，有的燈會因引腳電位差的不同亮度會有區別。
風扇在接電后有兩種工作狀態：停止、轉動。風扇的轉速會因引腳間電位差的不同而有區別。
本次迭代模擬兩種燈具。
白熾燈：
亮度在0~200lux（流明）之間。
電位差為0-9V時亮度為0,其他電位差按比例，電位差10V對應50ux，220V對應200lux，其他電位差與對應亮度值成正比。白熾燈超過220V。
日光燈：
亮度為180lux。
只有兩種狀態，電位差為0時，亮度為0，電位差不為0，亮度為180。
本次迭代模擬兩種風扇。
吊扇：
工作電壓區間為80V-150V，對應轉速區間為80-360轉/分鐘。80V對應轉速為80轉/分鐘，150V對應轉速為360轉/分鐘，超過150V轉速為360轉/分鐘（本次迭代暫不考慮電壓超標的異常情況）。其他電壓值與轉速成正比，輸入輸出電位差小于80V時轉速為0。
落地扇：
工作電壓區間為 80V-150V，對應轉速區間為 80-360 轉/分鐘；[80V,100V) 對應轉速為 80 轉/分鐘；[100,120)V 對應轉速為 160 轉/分鐘；[120,140)V 對應轉速為 260 轉/分鐘；大于等于 140V 轉速 為 360 轉/分鐘（本次迭代暫不考慮電壓超標的異常情況）。

本次迭代模擬一種受控窗簾：
受控串聯的電路符號為S，其最低工作電壓為50V，電壓達到或超過50V，窗簾即可正常工作，不考慮室外光照強度和室內空間大小等因素，窗簾受室內燈光的光照強度控制。
當電路中所有燈光的光照強度總和在[0,50)lux范圍內，窗簾全開；
在[50,100)lux范圍內，窗簾打開比例為0.8；
在[100,200)lux范圍內，窗簾打開比例為0.6；
在[200,300)lux范圍內，窗簾打開比例為0.4；
在[300,400)lux范圍內，窗簾打開比例為0.2；
在400lux及以上范圍內，窗簾關閉。
窗簾默認為關閉狀態。
受控設備電阻：白熾燈的電阻為 10，日光燈的電阻為 5，吊扇的電阻為 20，落地扇的電阻為 20，窗簾電阻為15。
3、輸入信息
1）輸入設備信息
分別用設備標識符K、F、L、B、R、D、A、H、S、P分別表示開關、分檔調速器、連續調速器、白熾燈、日光燈、吊扇、落地扇、互斥開關、受控窗簾、二極管（見第5部分說明）。
設備標識用標識符+編號表示，如K1、F3、L2等。
引腳格式：設備標識-引腳編號，例如：K1-1標識編號為1的開關的輸入引腳。
開關、分檔調速器、連續調速器的輸入引腳編號為1，輸出引腳編號為2。
受控設備的兩個引腳編號分別為1、2。
互斥開關的引腳編號已經在互斥開關的介紹部分說明。
約束條件：
不同設備的編號可以相同。
同種設備的編號可以不連續。
設備信息不單獨輸入，包含在連接信息中。
2）輸入連接信息
一條連接信息占一行，用[]表示一組連接在一起的設備引腳，引腳與引腳之間用英文空格" "分隔。
格式："["+引腳號+" "+...+" "+引腳號+"]"
例如：[K1-1 K3-2 D5-1]表示K1的輸入引腳，K3的輸出引腳，D5的1號引腳連接在一起。
約束條件：
不考慮調速器串聯到其他調速器的情況。
不考慮調速器串聯到其他調速器的情況。

考慮各類設備的并聯接入。例如，K1 的輸出接到 L2 的輸入，L2 的輸出再接其他設備屬于串聯接線。K1 的輸出接到 L2 的輸出，同時 K1 的輸入接到 L2 的輸入，這種情況屬于并聯。
本次迭代的連接信息不單獨輸入，包含在線路信息中。

3）輸入控制設備調節信息
開關、互斥開關調節信息格式：

+設備標識K+設備編號，例如：#K2，代表切換K2開關的狀態。

+設備標識H+設備編號，例如：#H2，代表切換H2互斥開關的狀態。

分檔調速器的調節信息格式：

+設備標識F+設備編號+"+" 代表加一檔，例如：#F3+，代表F3輸出加一檔。

+設備標識F+設備編號+"-" 代表減一檔，例如：#F1-，代表F1輸出減一檔。

連續調速器的調節信息格式：

+設備標識L+設備編號+":" +數值 代表將連續調速器的檔位設置到對應數值，例如：#L3:0.6，代表L3輸出檔位參數0.6。

4）電源接地標識：
VCC，電壓220V，GND，電壓0V。沒有接線的引腳默認接地，電壓為0V。

5）輸入串聯電路信息
一條串聯電路占一行，串聯電路信息由 n 個連接信息組成，連接信息按從靠電源端到接地端順序依次輸入，連接信息之間用英文空格" "分隔。
串聯電路信息格式：
"#T"+電路編號+":"+連接信息+" "+連接信息+...+" "+連接信息
例如：#T1:[IN K1-1] [K1-2 D2-1] [D2-2 OUT] 一個串聯電路的第一個引腳是 IN，代表起始端，靠電源。最后一個引腳是 OUT，代表結尾端， 靠接地。
約束條件：
不同的串聯電路信息編號不同。

輸入的最后一條電路信息必定是總電路信息，總電路信息的起始引腳是 VCC，結束引腳是 GND。

連接信息中的引腳可能是一條串聯或并聯電路的 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）輸入并聯電路信息
一條并聯電路占一行，并聯電路由其包含的幾條串聯電路組成，串聯電路標識之間用英文空格" "分隔。
格式：
"#M"+電路編號+":"+”[”+串聯電路信息+" "+....+" "+串聯電路信息+”]”
例如：#M1:[T1 T2 T3]
該例聲明了一個并聯電路，由 T1、T2、T3 三條串聯電路并聯而成，三條串聯電路的 IN 短 接在一起構成 M1 的 IN，三條串聯電路的 OUT 短接在一起構成 M1 的 OUT。

在本題中，并聯電路M中的串聯電路可以包含別的并聯電路。
約束條件：

本題不考慮輸入電壓或電壓差超過220V的情況。
輸入信息以end為結束標志，忽略end之后的輸入信息。
本題中的并聯信息所包含的串聯電路的信息都在并聯信息之前輸入，不考慮亂序輸入的情況。
只要不因短路而造成無窮大的電流燒壞電路(如電路中的部分短接)，都是合理情況，在測試點的考慮范圍之內。會造成無窮大的電流的短路本次迭代不考慮。
本次迭代考慮多個并聯電路串聯在一起的情況。
本題考慮一條串聯電路中包含其他串聯電路的情況。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\T2兩條串聯電路是T3的一個部分，本題考慮這種類型的輸入。

4、輸出信息：
按開關、分檔調速器、連續調速器、白熾燈、日光燈、吊扇、互斥開關、受控窗簾、二極管（見第5部分說明）的順序依次輸出所有設備的狀態或參數。每個設備一行。同類設備按編號順序從小到大輸出。
輸出格式：
@設備標識+設備編號+":" +設備參數值（控制開關的檔位或狀態、燈的亮度、風扇的轉速，只輸出值，不輸出單位）+" "+設備所有引腳的電壓（按編號從小到大順序依次輸出，電壓的小數部分直接丟棄，保留整數輸出，電壓之間用”-”分隔）
連續調速器的檔位信息保留兩位小數，即使小數為0，依然顯示兩位小數.00。
開關狀態為0（打開）時顯示turned on，狀態為1（合上）時顯示closed
如：
@K1:turned on 32-15
@B1:190 68-17
@L1:0.60 220-176
互斥開關按1、2引腳的接通狀態顯示，1，2接通-1，3斷開時顯示closed，1，3接通-1，2斷開時顯示turned on。
如：
@H1:turned on
受控窗簾顯示窗簾打開的百分比，如：
@S1:80%

5、家居電路模擬系列所有題目的默認規則：
1）當計算電壓值等數值的過程中，最終結果出現小數時，用截尾規則去掉小數部分，只保留整數部分。為避免精度的誤差，所有有可能出現小數的數值用double類型保存并計算，不要作下轉型數據類型轉換，例如電壓、轉速、亮度等，只有在最后輸出時再把計算結果按截尾規則，舍棄尾數，保留整數輸出。
2）所有連接信息按電路從電源到接地的順序依次輸入，不會出現錯位的情況。電源VCC一定是第一個連接的第一項，接地GND一定是最后一個連接的后一項。
3）連接信息如果只包含兩個引腳，靠電源端的引腳在前，靠接地端的在后。
4）調速器的輸入端只會直連VCC，不會接其他設備。整個電路最多只有連接在電源上的一個調速器，且不包含在并聯單路中。

6、本題新增內容：
1）增加管腳電壓的顯示
在輸出每個電器的狀態信息后，再依次輸出該電器每個管腳的電壓。（格式詳見輸出信息部分）
2）電流限制
電器在工作時，過大的電流會引起電器過熱，從而燒壞電路。本次迭代，每個元器件都有最大電流的設置，當實時電流超過最大電流時，在該電器輸出信息的最后加入提示“exceeding current limit error”，與前面的信息之間用英文空格分隔。
例如：@B1:190 68-17 exceeding current limit error
本題各類電器的最大限定電流如下：
開關20、分檔調速器18、連續調速器18、白熾燈9、日光燈5、吊扇12、落地扇14、互斥開關20、受控窗簾12、二極管8。
3）短路檢測
如果電路出現無窮大的電流造成短路，所有元器件信息不輸出，僅輸出提示“short circuit error”
4）并聯電路中包含并聯
本次迭代考慮并聯電路中包含并聯電路的情況，即構成并聯電路的串聯電路可以包含別的并聯電路。例如如下輸入的電路，并聯電路M2的其中一條串聯電路T4中包含了另一條并聯電路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]

110.0
60.0
@K1:closed 220-220
@L2:0.50 202-101
@B1:56 220-202
@D1:0 101-64
@H1:closed 64-55-0
@H2:closed 18-27-0
@H3:turned on 0-0-18
@S1:100% 55-27
60.0
@K1:closed 220-220
@L2:0.50 202-101
@B1:56 220-202
@D1:0 101-64
@H1:closed 64-55-0
@H2:closed 18-27-0
@H3:turned on 0-0-18
@S1:100% 55-27
5）二極管
增加二極管元件，其電路特性為：正向導通，反向截止；其電器符號如圖4所示，當電流從左至右流過時，二極管導通”conduction”，電阻為0；電流從右至左流動時，二極管截止”cutoff”，電阻無窮大，相當于開關打開。

圖4 二極管符號
二極管的標識符為’P’，左側管腳編號為1，右側管腳編號為2。

7、家居電路模擬系列1-4題目后續迭代設計：
1）電路結構變化：
迭代1：只有一條線路，所有元件串聯
迭代2：線路中包含一個并聯電路
迭代3：線路中包含多個串聯起來的并聯電路
迭代4：并聯電路之間可能出現包含關系
電路結構變化示意圖見圖1。
2）計算方式的變化
迭代1只包含1個受控元件，不用計算電流，之后的電路計算要包含電流、電阻等電路參數。
3）電路元件的變化
每次迭代會增加1-2個新的電路元件。

圖1：電路結構示意圖
設計建議：
1、電路設備類：描述所有電路設備的公共特征。
2、受控設備類、控制設備類：對應受控、控制設備
3、串聯電路類：一條由多個電路設備構成的串聯電路，也看成是一個獨立的電路設備
4、并聯電路類：繼承電路設備類，也看成是一個獨立的電路設備
其他類以及類的屬性、方法自行設計。

設計思路

1.增加管腳電壓的顯示
在輸出每個電器的狀態信息后，再依次輸出該電器每個管腳的電壓。

2.電流限制
電器在工作時，過大的電流會引起電器過熱，從而燒壞電路。本次迭代，每個元器件都有最大電流的設置，當實時電流超過最大電流時，在該電器輸出信息的最后加入提示“exceeding current limit error”，與前面的信息之間用英文空格分隔。

3.短路檢測
如果電路出現無窮大的電流造成短路，所有元器件信息不輸出，僅輸出提示“short circuit error”

4.二極管
增加二極管類

2）輸入設備的信息（設備標識，引腳編號），輸入連接信息（引腳號），輸入控制設備調節信息（設備標識，引腳編號），輸入串聯電路信息（電路編號和連接信息），輸入并聯電路信息（電路編號，串聯電路信信息）
輸出信息：
按開關、分檔調速器、連續調速器、白熾燈、日光燈、吊扇、互斥開關、受控窗簾、二極管（見第6部分說明）的順序依次輸出所有設備的狀態或參數。每個設備一行。同類設備按編號順序從小到大輸出。