基于富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的初中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-02-14 14:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的接線(xiàn)柱之間存在導(dǎo)線(xiàn)，即用數(shù)字“1”表示，否則用“0”表示。設(shè)G=(V，E)是具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的圖，則G的鄰接矩陣是滿(mǎn)足如下條件的n階方陣。（3）建立圖的數(shù)據(jù)模型根據(jù)上述分析，首先，將所有電路元件設(shè)定一個(gè)name值（它是唯一的），并將所有電路元件的接線(xiàn)柱進(jìn)行標(biāo)記——即元件左邊的接線(xiàn)柱標(biāo)記為“+”，右邊的接線(xiàn)柱標(biāo)記為“”，第三個(gè)接線(xiàn)柱（一般存在電流表和電壓表中）標(biāo)記為“++”。設(shè)定一個(gè)一維數(shù)組lineData，用于保存實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中所有用戶(hù)鼠標(biāo)連線(xiàn)起來(lái)的電路元件。當(dāng)用戶(hù)點(diǎn)擊電路元件的某個(gè)接線(xiàn)柱并連接于下一個(gè)接線(xiàn)柱的時(shí)候，必須在數(shù)組中加入這樣四個(gè)值，分別是第一個(gè)電路元件在程序中的name（如“l(fā)amp[0]”）值、第一個(gè)元件的“接線(xiàn)柱”標(biāo)記（如“+”），第二個(gè)元件在程序中的name值，第二個(gè)元件的接線(xiàn)柱標(biāo)記。將name值分別為lamp[0]左邊的接線(xiàn)柱和name值為lamp[1]右邊的接線(xiàn)柱連接起來(lái)，則該數(shù)組的元素應(yīng)該是：{}，如若有更多的元件連接，以此類(lèi)推即可。其次，為了獲得適應(yīng)于構(gòu)建圖的數(shù)據(jù)，需要對(duì)電路元件的連接數(shù)組lineData進(jìn)行一系列的去除、刪減。在這里，將接線(xiàn)柱看作是結(jié)點(diǎn)，電路元件看作圖的邊。篩選的原則是將兩個(gè)元件相連的接線(xiàn)柱合并為同一結(jié)點(diǎn)（如將上述數(shù)據(jù)中的lamp[0]的“+”和lamp[1]的“”合并），將電路元件本身作為結(jié)點(diǎn)相互連接的邊，并為每一個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)。因?yàn)樗邢噙B的接線(xiàn)柱都可以合并，所以最后，圖中的邊全部是由各電路元件組成，而不存在導(dǎo)線(xiàn)組成的邊。將其組成一個(gè)新的二維數(shù)組node，其中數(shù)組每行的第一個(gè)元素（如“結(jié)點(diǎn)0”）是合并之后結(jié)點(diǎn)的編號(hào)，數(shù)組中每行，從第二個(gè)元素開(kāi)始，表示的是該結(jié)點(diǎn)朝外連接的電路元件name值。大體結(jié)構(gòu)如下：再次，利用node數(shù)組得到圖的鄰接矩陣數(shù)組adja。其基本思想是首先利用node中結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)n，得到一個(gè)n行n列的二維數(shù)組adja，并且如果node中某行a與另一行b含有相同元素，則相應(yīng)的adja(a,b)就為1，否則為0。（4）算法實(shí)現(xiàn)要求出圖中的所有回路，其本質(zhì)是圖的遍歷，即從圖中某一結(jié)點(diǎn)出發(fā)，按某種搜索方法訪遍其余結(jié)點(diǎn)，且使每一結(jié)點(diǎn)僅被訪問(wèn)一次。在這之中需要考慮的因素，首先，所得的圖是無(wú)向圖，沒(méi)有開(kāi)始和結(jié)束點(diǎn)之分，所以算法的參考要指定第一個(gè)訪問(wèn)的結(jié)點(diǎn)；其次，對(duì)圖的遍歷路徑有可能構(gòu)成一個(gè)回路，這樣必然會(huì)造成程序的死循環(huán)，因此算法設(shè)計(jì)要考慮遍歷路徑得過(guò)程中可能出現(xiàn)的無(wú)限循環(huán)問(wèn)題；再次，一個(gè)結(jié)點(diǎn)可能和若干個(gè)結(jié)點(diǎn)相鄰，必須要保證該結(jié)點(diǎn)的所有相鄰結(jié)點(diǎn)按照某種次序被訪問(wèn)。本文采用深度遍歷算法思想，求得圖中的所有通路，其具體步驟如下：（1）訪問(wèn)指定的初始結(jié)點(diǎn)（假定為v）同時(shí)標(biāo)記結(jié)點(diǎn)v為已訪問(wèn)。（2）查找結(jié)點(diǎn)v眾多相鄰結(jié)點(diǎn)的第一個(gè)（假定為w）。（3）若結(jié)點(diǎn)v的鄰接結(jié)點(diǎn)w存在，則繼續(xù)執(zhí)行算法；否則返回到v，再找v的另外一個(gè)從未訪問(wèn)過(guò)的相鄰結(jié)點(diǎn)。（4）若結(jié)點(diǎn)w尚未被訪問(wèn)，則首先訪問(wèn)結(jié)點(diǎn)w并標(biāo)記結(jié)點(diǎn)w為已訪問(wèn)。（5）繼續(xù)查找結(jié)點(diǎn)w的下一個(gè)鄰接結(jié)點(diǎn)（假定為wi），如果v取值wi轉(zhuǎn)到步驟（3）。直到連通圖中所有結(jié)點(diǎn)全部得到訪問(wèn)則自動(dòng)結(jié)束。附錄2第一部分程序描述了電路圖工具算法的核心代碼，其中node是表示圖結(jié)點(diǎn)的順序表、adja是圖結(jié)點(diǎn)的鄰接矩陣、path保存已經(jīng)經(jīng)過(guò)的結(jié)點(diǎn)編號(hào)，每一行表示一個(gè)回路、visited結(jié)點(diǎn)是否訪問(wèn)的標(biāo)識(shí)符數(shù)組（共n行，初始化全部為false，表示未被訪問(wèn)），v是當(dāng)前結(jié)點(diǎn)、des是node數(shù)組的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)編號(hào)、length是path的行數(shù)。四、電流、電壓計(jì)算工具的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)（1）電路模型的矩陣表示要求得電流和電壓的具體數(shù)值，現(xiàn)實(shí)生活中可以利用電流表、電壓表直接進(jìn)行測(cè)量獲得，也可以利用已知的歐姆定律
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