小编点评

本次大作业我设计了一个智能家居强电电路模拟系统，该系统能够模拟智能家居中的各种设备，如开关、分档调速器、连续调速器、互斥开关、灯、风扇、受控窗帘等。系统采用了面向对象的设计思想，通过定义不同的类来封装不同的设备，并实现了设备之间的连接和控制逻辑。 **一、系统架构** 系统主要包括以下几个部分： 1. **设备类**：定义了各种设备的公共属性和方法，如设备名称、设备编号、设备状态、设备电阻等。 2. **控制设备类**：继承自设备类，专门用于控制设备的开关状态。 3. **调速器类**：实现了调速器的功能，包括档位调整和输出电位计算。 4. **受控设备类**：继承自设备类，专门用于控制受控设备的运行状态。 5. **串联电路类**：实现了串联电路的功能，包括电路的总电阻和支路电流的计算。 6. **并联电路类**：实现了并联电路的功能，包括电路的总电阻和支路电流的计算。 7. **电路控制器类**：负责控制整个电路的运行，包括设备的连接、状态的判断和电路的电阻、电流的计算。 **二、设备控制逻辑** 系统的核心是控制逻辑，它负责处理来自输入设备的控制指令，并根据指令对电路中的设备进行控制。控制逻辑通过解析输入信息，识别出不同的设备类型和操作指令，然后调用相应的设备类和方法来执行控制操作。 例如，对于开关设备，控制逻辑会根据输入的开关状态更新设备的状态；对于调速器设备，控制逻辑会根据输入的档位信息计算输出电压；对于受控设备，控制逻辑会根据输入的电位差和设备电阻计算设备的运行状态。 **三、电路连接逻辑** 系统的电路连接逻辑是通过定义不同的电路连接类来实现的，这些类继承自电路设备类，并实现了电路连接的特定逻辑。例如，并联电路类负责管理并联电路的连接关系和电流分配，串联电路类负责管理串联电路的连接关系和电压分配。 在电路连接时，控制逻辑会根据输入的连接信息构建相应的电路模型，并将各个电路组件添加到对应的电路类中。在电路运行过程中，控制逻辑会定期检查电路的状态，确保电路的正确运行。 **四、电路状态监控** 为了方便用户监控电路的状态，系统提供了电路状态监控功能。用户可以通过输入特定的查询指令来获取电路的当前状态，包括设备的开关状态、调速器的档位、受控设备的运行状态等信息。 电路状态监控功能是通过调用电路设备类的相应方法来实现的，它能够返回设备的当前状态和相关的参数。用户可以根据需要将这些状态信息进行展示或者进一步处理。 **五、代码实现与测试** 本次大作业中，我使用了Java语言实现了智能家居强电电路模拟系统。通过定义不同的类和接口来实现电路设备的控制逻辑和电路的连接逻辑，同时利用Java的集合框架来管理和存储电路设备的信息。 为了验证系统的正确性和稳定性，我编写了多个测试用例来模拟不同的电路场景和操作指令。通过运行这些测试用例，我能够发现系统中存在的问题和不足之处，并进行相应的修复和改进。 总的来说，本次大作业让我深入了解了智能家居强电电路模拟系统的设计和实现过程，同时也加深了我对面向对象设计和编程语言的理解和应用能力。

正文

一：前言
这是最后一次大作业了，本次大作业让我感觉到难度很大，同时让我也学会了不少东西。学会了如何采用面对对象程序设计，更好的满足对象的需求，使得代码的功能性更强，同时使代码更加严谨，有效。

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-3”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、互斥开关。

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（接往电源端），而另一个则是输出引脚（接网接地端）。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。
互斥开关：

互斥开关有3个引脚：1个是汇总引脚，另两个是分支引脚。

 

开关电路示意图如图1所示，左边是汇总引脚，编号为1；右边两个是分支引脚，右上的输出引脚为2，右下输出引脚为3。图中1、2、3引脚均可以是输入引脚，当1为输入引脚时，2、3引脚为输出引脚；1为输出引脚时，2、3引脚为输入引脚。
互斥开关只有两种状态：开关接往上面的2号引脚、接往下面的3号引脚。开关每次只能接通其中一个分支引脚，而另一个分支引脚处于断开状态。
互斥开关的默认状态为1、2引脚接通，1、3引脚断开。
图1中所示的互斥开关可以反过来接入电路，即汇总引脚接往接地端，两个分支引脚接往电源端。
 

image.png 

图1 互斥开关

为避免短路，互斥开关设置了限流电阻，1、2引脚之间默认电阻为5，1、3引脚之间默认电阻为10。


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。

开关、调速器的初始状态/档位为0。

开关的两个引脚编号为1、2。
除互斥开关外，其他控制设备的电阻为 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。
本次迭代模拟两种风扇。

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。
落地扇：

工作电压区间为 80V-150V，对应转速区间为 80-360 转/分钟；[80V,100V) 对应转速为 80 转/分钟；[100,120)V 对应转速为 160 转/分钟；[120,140)V 对应转速为 260 转/分钟；大于等于 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）。
 

本次迭代模拟一种受控窗帘：

受控串联的电路符号为S，其最低工作电压为50V，电压达到或超过50V，窗帘即可正常工作，不考虑室外光照强度和室内空间大小等因素，窗帘受室内灯光的光照强度控制。
当电路中所有灯光的光照强度总和在[0,50)lux范围内，窗帘全开；
在[50,100)lux范围内，窗帘打开比例为0.8；
在[100,200)lux范围内，窗帘打开比例为0.6；
在[200,300)lux范围内，窗帘打开比例为0.4；
在[300,400)lux范围内，窗帘打开比例为0.2；
在400lux及以上范围内，窗帘关闭。
当电压低于50V，窗帘不工作，默认为全开状态。
如果电路中没有灯或者灯全部关闭，光照强度为0，窗帘处于全开状态。
受控设备电阻：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，窗帘电阻为15。


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、H、S、P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、互斥开关、受控窗帘、二极管（见第6部分说明）。

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1号引脚。
开关、分档调速器、连续调速器的两个引脚编号为1、2。
受控设备的两个引脚编号分别为1、2。
互斥开关的引脚编号已经在互斥开关的介绍部分说明。

约束条件：
不同设备的编号可以相同。
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]表示K1的1号引脚，K3的2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。

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、互斥开关调节信息格式：

#+设备标识K+设备编号，例如：#K2，代表切换K2开关的状态。
#+设备标识H+设备编号，例如：#H2，代表切换H2互斥开关的状态。
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，串联电路信息由 n 个连接信息组成，连接信息按从靠电源端到接地端顺序依次输入，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。
 在本题中，并联电路M中的串联电路可以包含别的并联电路。

约束条件：

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。
只要不因短路而造成无穷大的电流烧坏电路(如电路中的部分短接)，都是合理情况。
本次迭代考虑多个并联电路串联在一起的情况。
本题考虑一条串联电路中包含其他串联电路和并联电路的情况。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\T2两条串联电路是T3的一个部分，本题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、互斥开关、受控窗帘、二极管（见第6部分说明）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）+" "+设备所有引脚的电压（按编号从小到大顺序依次输出，电压的小数部分直接丢弃，保留整数输出，电压之间用”-”分隔）

说明：
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 32-15
@B1:190 68-17
@L1:0.60 220-176
互斥开关按1、2引脚的接通状态显示，1，2接通-1，3断开时显示closed，1，3接通-1，2断开时显示turned on。
如：
@H1:turned on
受控窗帘显示窗帘打开的百分比，如：
@S1:80%
 

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靠电源端到靠接地端的顺序依次输入，不会出现错位的情况。VCC/IN一定是第一个连接的第一项，GND/OUT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。

 5）本系列题目中元件的管脚除了互斥开关的1引脚，其他所有引脚在电路中最多只出现一次。

6、本题新增内容：
1）增加管脚电压的显示

在输出每个电器的状态信息后，再依次输出该电器每个管脚的电压。（格式详见输出信息部分）


2）电流限制

电器在工作时，过大的电流会引起电器过热，从而烧坏电路。本次迭代，每个元器件都有最大电流的设置，当实时电流超过最大电流时，在该电器输出信息的最后加入提示“exceeding current limit error”，与前面的信息之间用英文空格分隔。

例如：@B1:190 68-17 exceeding current limit error

本题各类电器的最大限定电流如下：

开关20、分档调速器18、连续调速器18、白炽灯9、日光灯5、吊扇12、落地扇14、互斥开关20、受控窗帘12、二极管8。


3）短路检测

如果电路出现无穷大的电流造成短路，所有元器件信息不输出，仅输出提示“short circuit error”


4）并联电路中包含并联

本次迭代考虑并联电路中包含并联电路的情况，即构成并联电路的串联电路可以包含别的并联电路。例如如下输入的电路，并联电路M2的其中一条串联电路T4中包含了另一条并联电路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]
5）二极管

增加二极管元件，其电路特性为：正向导通，反向截止；其电器符号如图4所示，当电流从左至右流过时，二极管导通”conduction”，电阻为0；电流从右至左流动时，二极管截止”cutoff”，电阻无穷大，相当于开关打开。

image.png 

图2 二极管符号

二极管的标识符为’P’，左侧管脚编号为1，右侧管脚编号为2。

二极管如果两端电压相等，没有电流流过，分以下两种情况输出：

1、如果两端电压为0，二极管的导通/截止状态由接入方向决定，1号引脚靠近电源则状态为导通，反之为截止。
2、如果两端电压不为0，二极管导通。
 

7、设计建议
本题包含以下电路图中的所有连接情况：


image.png

图3 电路示意图

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。


image.png

图4：建议设计类图

输入样例1:
在这里给出一组输入。例如：

#T1:[IN P2-2] [P2-1 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]
#T3:[VCC K2-1] [K2-2 M2-IN] [M2-OUT GND]
#K1
#K2
end
输出样例1:
在这里给出相应的输出。例如：

@K1:closed 220-220 exceeding current limit error
@K2:closed 220-220 exceeding current limit error
@K3:turned on 220-0
@B1:200 220-0 exceeding current limit error
@D1:0 0-0
@H1:closed 0-0-0
@P2:cutoff 0-0
输入样例2:
在这里给出一组输入。例如：

#T1:[IN P2-1] [P2-2 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]
#T3:[VCC K2-1] [K2-2 M2-IN] [M2-OUT GND]
#K1
#K3
#K2
end
输出样例2:
在这里给出相应的输出。例如：

@K1:closed 220-220 exceeding current limit error
@K2:closed 220-220 exceeding current limit error
@K3:closed 220-220 exceeding current limit error
@B1:200 220-0 exceeding current limit error
@D1:0 220-220
@H1:closed 0-220-220 exceeding current limit error
@P2:conduction 220-220 exceeding current limit error
输入样例3:
在这里给出一组输入。例如：

#T1:[IN P2-2] [P2-1 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]
#T3:[VCC K2-1] [K2-2 M2-IN] [M2-OUT GND]
#K1
#K3
#K2
end
输出样例3:
在这里给出相应的输出。例如：

@K1:closed 220-220 exceeding current limit error
@K2:closed 220-220 exceeding current limit error
@K3:closed 220-220
@B1:200 220-0 exceeding current limit error
@D1:0 220-220
@H1:closed 0-0-220
@P2:cutoff 0-220
输入样例4:
在这里给出一组输入。例如：

#T3:[VCC K2-1] [K2-2 GND]
#K2
end
输出样例4:
在这里给出相应的输出。例如：

short circuit error
输入样例5:
在这里给出一组输入。如果两端电压为0，二极管的导通/截止状态由接入方向决定，1号引脚靠近电源则状态为导通，反之截止。 例如：

#T3:[VCC K2-2] [K2-1 P1-1] [P1-2 K1-2] [K1-1 GND]
end
输出样例5:
在这里给出相应的输出。例如：

@K1:turned on 0-0
@K2:turned on 0-220
@P1:conduction 0-0
输入样例6:
在这里给出一组输入。如果两端电压为0，二极管的导通/截止状态由接入方向决定，1号引脚靠近电源则状态为导通，反之截止。 例如：

#T3:[VCC K2-2] [K2-1 P1-2] [P1-1 K1-2] [K1-1 GND]
end
输出样例6:
####### 。例如：

@K1:turned on 0-0
@K2:turned on 0-220
@P1:cutoff 0-0
题目思路
先对电路的组件进行读取，再对电路的改变进行读取
将并联电路和串联电路都当成一个电路的组件
将电路的全部变化完成后，先对电路的第一个用电器进行判断，判断它是否为调速器，若为调试器先将调速后的电压计算出来，再进行接下来的操作
计算完电压后，先对每一条串联电路的开关情况进行判断，判断该条串联电路的开关情况，在对并联电路的开关情况进行判断，最后对主电路的开关情况进行判断，二极管若为反接的话则判断为断开
判断完所有的电路的开关情况后就可以对电路的电阻进行计算了，同样先计算串联电路的电阻，再计算并联电路的电阻，最后计算主电路的电阻
计算完电阻后，计算该电路的电流，通过主电路的一个一个组件依次传递进行计算各组件的情况，若并联电路存在短路情况，则短路的支路进行分流，其他支路电压为0，但电压依旧会每个支路传递，直到遇到断路的地方才会停止，（注：接同一个引脚的地方电压相同）
在传递电流的同时，把各组件的输入电压同时传进去，计算完各组件的电压差 ，输出电压就可以用输入电压减去电压差得到
受控窗帘要先判断电位差是否大于50开始工作后，再对它进行判断开放程度
最后进行输出
Bug
注意开关的closed和turned on是开关的闭合情况，不是开关情况
不支持短路的接法
运用电流的方法进行求解，在并联电路的地方对组件进行计算时会出现一点精度的问题，所以分流时要注意
并联电路短路时，短路的支路也要分压
并联电路相同引脚的电压相同
互斥开关一号引脚可以作为输入引脚，也可以作为输出引脚
受控窗帘电位差小于50时默认为关闭的
电位差小于50的算一类，电位差大于50的算一类
所有的电器都可以反接

以下是我的代码所对应的uml类图，

设计思路：先对电路的组件进行读取，再对电路的改变进行读取
将并联电路和串联电路都当成一个电路的组件
将电路的全部变化完成后，先对电路的第一个用电器进行判断，判断它是否为调速器，若为调试器先将调速后的电压计算出来，再进行接下来的操作
计算完电压后，先对每一条串联电路的开关情况进行判断，判断该条串联电路的开关情况，在对并联电路的开关情况进行判断，最后对主电路的开关情况进行判断，二极管若为反接的话则判断为断开
判断完所有的电路的开关情况后就可以对电路的电阻进行计算了，同样先计算串联电路的电阻，再计算并联电路的电阻，最后计算主电路的电阻
计算完电阻后，计算该电路的电流，通过主电路的一个一个组件依次传递进行计算各组件的情况，若并联电路存在短路情况，则短路的支路进行分流，其他支路电压为0，但电压依旧会每个支路传递，直到遇到断路的地方才会停止
受控窗帘要先判断电位差是否大于50开始工作后，再对它进行判断开放程度
最后进行输出

具体实现： public void changeStatus(String input) {
// 解析控制指令
String deviceName = "";
String status = "";
if (input.startsWith("K")) {
deviceName = input;
} else if (input.startsWith("F")) {
deviceName = input.substring(0, input.length()-1);
status = String.valueOf(input.charAt(input.length()-1));
} else if (input.startsWith("L")) {
String[] parts = input.split("😊;
deviceName = parts[0];
status = parts[1];
} else if (input.startsWith("H")) {
deviceName = input;
}
// 执行控制
if (this.devices.containsKey(deviceName)) {
this.devices.get(deviceName).control(status);
}
}
}

// 并联电路类
class ParallelCircuit extends CircuitDevice {
List subCircuit = new ArrayList<>();
double totalResistance = -1;
public ParallelCircuit(String name) {
this.name = name;
}

public void addCircuit(String circuitName) {
    subCircuit.add(circuitName);
}

}
public static void simulation(double Uin, String circuitName, int curLevel) {
double Udelta = Uin;
SeriesCircuit seriesCircuit = seriesCircuitMap.get(circuitName);
if (curLevel==0 && seriesCircuit.totalResistance == 0) {
System.out.println("short circuit error");
System.exit(0);
}
for (String order : seriesCircuit.orders) {
CircuitDevice device = seriesCircuit.devices.get(order);
double status = device.status;
double resistance = device.resistance;
if (seriesCircuit.realPins.equals("3") && device.name.startsWith("H")) {
status = ((ControlDevice)device).status2;
resistance = ((ControlDevice)device).resistance2;
}
String res = "";
if (order.startsWith("K")) {
device.Uin = Udelta;
Udelta = (status == 1 ? Udelta : 0);
device.Uout = Udelta;
res = "@" + order + ":" + (status == 1 ? "closed" : "turned on") + " " + device.getUString(seriesCircuit.totalResistance);
} else if (order.startsWith("P")) {
device.Uin = Udelta;
Udelta = (status == 1 ? Udelta : 0);
device.Uout = Udelta;
res = "@" + order + ":" + (status == 1 ? "conduction" : "cutoff") + " " + device.getUString(seriesCircuit.totalResistance);
} else if (order.startsWith("F")) {
device.Uin = Udelta;
Udelta = (status > 0 ? ((ControlDevice) device).ratio * Udelta : 0);
device.Uout = Udelta;
res = "@" + order + ":" + (int) device.status + " " + device.getUString(seriesCircuit.totalResistance);
} else if (order.startsWith("L")) {
device.Uin = Udelta;
Udelta = (status > 0 ? status * Udelta : 0);
device.Uout = Udelta;
res = "@" + order + ":" + String.format("%.2f", status) + " " + device.getUString(seriesCircuit.totalResistance);
} else if (order.startsWith("M")) {
ParallelCircuit parallelCircuit = parallelCircuitMap.get(order);
double mUdelta = Udelta;
if (parallelCircuit.totalResistance > 0) {
mUdelta = Udelta * parallelCircuit.totalResistance / seriesCircuit.remainResistance;
Udelta = Udelta * (1 - parallelCircuit.totalResistance / seriesCircuit.remainResistance);
seriesCircuit.remainResistance -= parallelCircuit.totalResistance;
} else {
Udelta = Udelta;
}
for (String subCircuitName : parallelCircuit.subCircuit) {
simulation(mUdelta, subCircuitName, curLevel+1);
}
} else if (order.startsWith("T")) {
SeriesCircuit subSeriesCircuit = seriesCircuitMap.get(order);
double mUdelta = 0.0;
if (subSeriesCircuit.totalResistance > 0) {
mUdelta = Udelta * subSeriesCircuit.totalResistance / seriesCircuit.remainResistance;
Udelta = Udelta * (1 - subSeriesCircuit.totalResistance / seriesCircuit.remainResistance);
seriesCircuit.remainResistance -= subSeriesCircuit.totalResistance;
} else {
Udelta = Udelta;
}
simulation(mUdelta, order, curLevel+1);
} else {
if (seriesCircuit.totalResistance < 0) {
if (device.name.startsWith("H")) {
if (seriesCircuit.realPins.equals("2") && device.pinUse.equals("3")) {
device.Uout = Udelta;
} else if (seriesCircuit.realPins.equals("3") && device.pinUse.equals("2")) {
device.Uout2 = Udelta;

                    }
                } else {
                    device.Uin = Udelta;
                    device.Uout = Udelta;
                }
            } else {
                double dUdelta = Udelta * device.resistance / seriesCircuit.remainResistance;
                device.control(dUdelta);
                if (device.name.startsWith("H")) {
                    if (seriesCircuit.realPins.equals("2") && device.pinUse.equals("2")) {
                        if (device.pinHin.equals("1")) {
                            device.Uin = Udelta;
                            device.Uout = Udelta * (1 - device.resistance / seriesCircuit.remainResistance);
                        } else {
                            device.Uin = Udelta * (1 - device.resistance / seriesCircuit.remainResistance);
                            device.Uout = Udelta;
                        }
                    } else if (seriesCircuit.realPins.equals("3") && device.pinUse.equals("3")) {
                        if (device.pinHin.equals("1")) {
                            device.Uin = Udelta;
                            device.Uout2 = Udelta * (1 - device.resistance / seriesCircuit.remainResistance);
                        } else {
                            device.Uin = Udelta * (1 - device.resistance / seriesCircuit.remainResistance);
                            device.Uout2 = Udelta;
                        }
                    }
                    Udelta = Udelta * (1 - device.resistance / seriesCircuit.remainResistance);
                } else {
                    device.Uin = Udelta;
                    Udelta = Udelta * (1 - device.resistance / seriesCircuit.remainResistance);
                    device.Uout = Udelta;
                }
                seriesCircuit.remainResistance -= device.resistance;
            }
            if (device.name.startsWith("H")) {
                res = "@" + order + ":" + (status == 1 ? "closed" : "turned on") + " " + device.getUString(seriesCircuit.totalResistance);
            } else {
                res = "@" + order + ":" + (int) Math.floor(device.status) + " " + device.getUString(seriesCircuit.totalResistance);
            }
            if (device.name.startsWith("B") || device.name.startsWith("R")) {
                totalLux += device.status;
            }
            if (device.name.startsWith("S")) {
                Sdevices.put(device.name, device);
            }
        }
        if (!order.startsWith("M") && (device.name.startsWith("H") || !result.containsKey(order))) {
            result.put(order, res);
            if (outputNames.contains(order)) {
                outputNames.remove(order);
            }
            outputNames.add(order);
        }
    }
}具体的实现了一些功能。

主要注意电路的串并联和一些细节上的小问题。
通过这几次的作业，我也已经从刚开始的吃力慢慢变得适应，这几次的作业让我学习到一个程序的好坏既要有代码的简洁也要有代码的标准，要让自己的程序好看，功能全，同时我也学习到了java中类的继承，以及集合存储中的map.当然也有很多细节：要给代码注释，要注意代码可能出现的问题，以及如何将代码的复用性提高.