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这是一个基于Java面向对象编程的智能家居控制系统，通过多态、继承和接口等设计模式，模拟了家庭中各类电器的开关控制功能。

系统架构设计

1. 核心类结构

1.1 抽象层设计

Switch接口- 定义了设备的基本操作规范

package demo; public interface Switch { void press(); // 开关操作 }

1.2 基类设计

JD类（家电基类）- 所有家电的抽象父类

package demo; //家电 public class JD implements Switch{ private String name; //状态：关、开 private boolean status; // 显式添加无参构造函数 public JD() { } public JD(String name, boolean status){ this.name = name; this.status = status; } // getter 和 setter 方法... public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public boolean isStatus() { return status; } public void setStatus(boolean status) { this.status = status; } public void press(){ status=!status; // 切换开关状态 } }

2. 具体设备类

系统支持五种家电设备，都继承自JD基类：

2.1 电视类 (TV)

public class TV extends JD{ public TV(String name,boolean status){ super(name,status); } }

2.2 洗衣机类 (WashMachine)

public class WashMachine extends JD{ public WashMachine(String name, boolean status) { super(name, status); } }

2.3 吊灯类 (Lamp)

public class Lamp extends JD{ public Lamp(String name,boolean status){ super(name,status); } }

2.4 窗户类 (Window)

public class Window extends JD{ public Window(String name, boolean status) { super(name, status); } }

2.5 空调类 (Air)

public class Air extends JD { public Air(String name, boolean status) { super(name, status); } }

3. 控制系统核心

SmartHomeControl类- 智能家居控制中心

package demo; //智能控制系统类 public class SmartHomeControl { //多态应用：接收父类JD引用，实际传入子类对象 public void control(JD jd){ System.out.println(jd.getName()+" 目前状态是：" + (jd.isStatus() ? "开着" : "关着")); System.out.println("开始您的操作......"); jd.press(); // 调用接口方法 System.out.println(jd.getName()+(jd.isStatus()?"状态已经是："+"开着":"关闭！")); } // 显示所有设备信息 public void printAllJD(JD[] jds) { System.out.println("==================所有家电信息如下===================="); for (int i = 0; i < jds.length; i++) { JD jd = jds[i]; System.out.println((i+1)+","+jd.getName() + " 目前状态是：" + (jd.isStatus() ? "开着" : "关着")); } } }

4. 测试程序

Test类- 系统入口和用户交互

package demo; import java.util.Scanner; public class Test { static void main(String[] args) { // 初始化设备数组 JD[] jds=new JD[5]; jds[0]=new TV("小米电视", true); jds[1]=new WashMachine("美的洗衣机", false); jds[2]=new Lamp("欧莱雅吊灯", false); jds[3]=new Window("落地窗", false); jds[4]=new Air("美的空调", false); // 创建智能控制对象 SmartHomeControl shc=new SmartHomeControl(); // 用户交互界面 while (true) { shc.printAllJD(jds); System.out.println("b.选择设备进行操作:"); Scanner sc=new Scanner(System.in); String choose=sc.next(); switch (choose){ case "1": shc.control(jds[0]); break; case "2": shc.control(jds[1]); break; case "3": shc.control(jds[2]); break; case "4": shc.control(jds[3]); break; case "5": shc.control(jds[4]); break; case"exit": System.out.println("退出系统！"); return; default: System.out.println("输入错误！请重新选择："); } } } }

结果展示

设计模式应用

1. 多态的应用

• 接口多态: 所有家电都实现了Switch接口

• 继承多态: 具体设备类继承JD基类，可以使用父类引用操作子类对象

• 方法重写:press()方法在子类中可以有不同实现

2. 单一职责原则

• JD类负责维护家电基本属性

• 具体设备类只负责自身特有功能

• SmartHomeControl类专注于控制逻辑

3. 开闭原则

系统对扩展开放（可以添加新设备），对修改关闭（无需修改现有代码）

系统运行流程

1. 初始化阶段: 创建五个家电对象并放入数组

2. 展示阶段: 显示所有设备状态信息

3. 交互阶段:

   • 用户输入设备编号（1-5）

   • 调用相应设备的press()方法切换状态

   • 显示操作结果

4. 退出阶段: 输入"exit"退出系统

扩展性分析

易于添加新设备

只需新建类继承JD基类即可：

public class NewDevice extends JD { public NewDevice(String name, boolean status) { super(name, status); } // 可添加设备特有方法 }

控制功能扩展

可在SmartHomeControl类中添加新控制方法，如：

public void batchControl(JD[] jds, boolean targetStatus) { for(JD jd : jds) { if(jd.isStatus() != targetStatus) { jd.press(); } } }

亮点

1. 清晰的类层次结构: 合理的继承体系

2. 良好的封装性: 属性私有，提供公共访问方法

3. 灵活的多态应用: 通过接口和父类引用实现统一管理

4. 用户友好的交互界面: 简单明了的控制台交互

改进

1. 添加异常处理机制

2. 实现设备分组控制功能

3. 添加定时控制功能

4. 引入配置文件，实现设备信息的动态加载

5. 添加日志记录功能，记录设备操作历史

总结

这个智能家居控制系统是一个优秀的面向对象编程实践案例，展示了Java核心特性在实际项目中的应用。通过合理的类设计、多态的应用和清晰的程序结构，实现了可扩展、易维护的家电控制系统框架。