refactor: 合并课后作业第1、2题——将多态/转型/instanceof知识点融入智能家居控制系统，保留内部类第2题，作业由3题缩减为2题

课后作业/2026年7月24日-作业.md

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 提交\
 └─ 张三\
-    ├─ p1_zoo\                   ← 第 1 题的包
-    │   ├─ Animal.java             ← 抽象父类
-    │   ├─ Lion.java               ← 子类
-    │   ├─ Penguin.java            ← 子类
-    │   ├─ Parrot.java             ← 子类
-    │   └─ ZooGuide.java           ← 测试类（多态 + instanceof）
-    ├─ p2_smarthome\             ← 第 2 题的包
+    ├─ p1_smarthome\             ← 第 1 题的包
     │   ├─ SmartDevice.java        ← 接口
-    │   ├─ Light.java              ← 实现类
-    │   ├─ AirConditioner.java     ← 实现类
-    │   ├─ RobotVacuum.java        ← 实现类
-    │   └─ SmartHomeController.java ← 测试类
-    └─ p3_computer\              ← 第 3 题的包
+    │   ├─ Light.java              ← 实现类（特有：调色）
+    │   ├─ AirConditioner.java     ← 实现类（特有：定时）
+    │   ├─ RobotVacuum.java        ← 实现类（特有：清洁模式）
+    │   └─ SmartHomeController.java ← 测试类（多态 + instanceof + 向下转型）
+    └─ p2_computer\              ← 第 2 题的包
         ├─ Computer.java           ← 外部类（含内部类）
         └─ TestComputer.java       ← 测试类
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-## 第 1 题：多态 + 转型 + instanceof——动物园导游系统 ⭐⭐⭐
+## 第 1 题：接口多态 + 转型 + instanceof——智能家居控制系统 ⭐⭐⭐
 
-**包名**：`p1_zoo`
+**包名**：`p1_smarthome`
 
-**知识点**：多态、向上转型/向下转型、instanceof 运算符、抽象类、调用子类特有方法
+**知识点**：接口定义与实现、接口多态（参数/数组）、向上转型、向下转型、instanceof 运算符、调用实现类特有方法、开闭原则
 
 ### 需求说明
 
-某动物园需要开发一个**导游讲解系统**。动物园里有多种动物，每种动物都有**共同的行为**（进食、睡觉），也有**各自的特有行为**（有的会吼叫、有的会游泳、有的会模仿说话）。导游需要根据不同动物类型进行不同的讲解。
+开发一个**智能家居控制系统**。不同家电的开关方式和运行逻辑不同，但都遵循统一的控制规范：**打开 → 运行 → 关闭**。此外，每种家电还有**各自的特有功能**（灯可以调色、空调可以定时、扫地机器人有不同清洁模式）。
 
-请使用 **抽象父类 + 多态 + instanceof + 向下转型** 来设计。
+请使用 **接口多态 + instanceof + 向下转型** 来设计，要求：
+- 控制器通过接口类型操作所有设备（多态）
+- 通过 `instanceof` 判断设备类型后向下转型，调用特有功能
 
-### 类设计
+### 接口设计
 
-#### Animal 抽象类（父类）
+#### SmartDevice 接口
 
-| 成员 | 说明 |
+| 方法 | 说明 |
 |------|------|
-| 私有属性 | `name`（名称，String）、`age`（年龄，int） |
-| 构造方法 | `Animal(String name, int age)` |
-| 抽象方法 | `void eat()` |
-| 抽象方法 | `void sleep()` |
-| 普通方法 | `void showInfo()` —— 输出 `"动物：xxx，年龄：xxx岁"` |
+| `void turnOn()` | 打开设备 |
+| `void doWork()` | 执行工作 |
+| `void turnOff()` | 关闭设备 |
 
-#### Lion 类（狮子——继承 Animal）
+### 实现类要求
+
+#### Light 类（灯——实现 SmartDevice）
 
 | 成员 | 说明 |
 |------|------|
-| 构造方法 | `Lion(String name, int age)` |
-| 重写 `eat()` | 输出 `"狮子 xxx 正在吃肉..."` |
-| 重写 `sleep()` | 输出 `"狮子 xxx 在洞穴里睡觉..."` |
-| **特有** `roar()` | 输出 `"狮子 xxx 发出吼叫：嗷呜～～"` |
+| 私有属性 | `location`（位置，String，如 "客厅" / "卧室"） |
+| 构造方法 | `Light(String location)` |
+| 实现 `turnOn()` | 输出 `"xxx 的灯已打开"` |
+| 实现 `doWork()` | 输出 `"xxx 的灯照明中..."` |
+| 实现 `turnOff()` | 输出 `"xxx 的灯已关闭"` |
+| **特有方法** | `void changeColor(String color)` —— 输出 `"xxx 的灯光变为 xxx 色"` |
 
-#### Penguin 类（企鹅——继承 Animal）
+#### AirConditioner 类（空调——实现 SmartDevice）
 
 | 成员 | 说明 |
 |------|------|
-| 构造方法 | `Penguin(String name, int age)` |
-| 重写 `eat()` | 输出 `"企鹅 xxx 正在吃鱼..."` |
-| 重写 `sleep()` | 输出 `"企鹅 xxx 站着睡觉..."` |
-| **特有** `swim()` | 输出 `"企鹅 xxx 在水中游泳..."` |
+| 私有属性 | `roomName`（房间名，String）、`temperature`（温度，int） |
+| 构造方法 | `AirConditioner(String roomName, int temperature)` |
+| 实现 `turnOn()` | 输出 `"xxx 空调已打开，设定温度：xxx℃"` |
+| 实现 `doWork()` | 输出 `"xxx 空调制冷中，当前室温正降至 xxx℃..."` |
+| 实现 `turnOff()` | 输出 `"xxx 空调已关闭"` |
+| **特有方法** | `void setTimer(int hours)` —— 输出 `"xxx 空调已设置 xxx 小时后自动关闭"` |
 
-#### Parrot 类（鹦鹉——继承 Animal）
+#### RobotVacuum 类（扫地机器人——实现 SmartDevice）
 
 | 成员 | 说明 |
 |------|------|
-| 私有属性 | `vocabulary`（词汇量，int） |
-| 构造方法 | `Parrot(String name, int age, int vocabulary)` |
-| 重写 `eat()` | 输出 `"鹦鹉 xxx 正在啄食谷物..."` |
-| 重写 `sleep()` | 输出 `"鹦鹉 xxx 挂在树枝上睡觉..."` |
-| **特有** `imitate()` | 输出 `"鹦鹉 xxx 模仿人类说话：你好！词汇量：xxx个"` |
+| 私有属性 | `model`（型号，String）、`batteryLevel`（电量，int，百分比） |
+| 构造方法 | `RobotVacuum(String model, int batteryLevel)` |
+| 实现 `turnOn()` | 输出 `"扫地机器人 xxx 已启动，当前电量：xxx%"` |
+| 实现 `doWork()` | 输出 `"扫地机器人 xxx 开始清扫地面..."` |
+| 实现 `turnOff()` | 输出 `"扫地机器人 xxx 已完成清扫，自动关闭"` |
+| **特有方法** | `void startCleaningMode(String mode)` —— 输出 `"扫地机器人 xxx 已切换到 xxx 模式开始清扫"`（mode 如 "强力" / "静音" / "边缘"） |
 
 ### 测试类要求
 
-**`ZooGuide` 类**：
+**`SmartHomeController` 类**（测试类，含 main 方法）：
 
-1. **创建动物数组**：`Animal[]` 数组，包含至少 4 种动物
+1. **创建设备数组**：创建一个 `SmartDevice[]` 数组，包含至少 5 个设备
 
    ```java
-   Animal a1 = new Lion("辛巴", 5);
-   Animal a2 = new Penguin("乐乐", 2);
-   Animal a3 = new Parrot("小彩虹", 1, 50);
-   Animal a4 = new Lion("娜娜", 4);
+   SmartDevice light1 = new Light("客厅");
+   SmartDevice ac = new AirConditioner("主卧", 26);
+   SmartDevice robot = new RobotVacuum("石头T10", 80);
+   SmartDevice light2 = new Light("书房");
+   SmartDevice ac2 = new AirConditioner("次卧", 24);
    ```
 
-2. **遍历执行通用行为**：调用每个元素的 `showInfo()`、`eat()`、`sleep()`
+2. **遍历数组，执行通用工作流程**：对每个设备依次调用 `turnOn()` → `doWork()` → `turnOff()`
+
+3. **遍历数组，执行特有功能**：使用 `instanceof` 判断设备类型后向下转型，调用特有方法：
+   - 如果是 `Light` → 向下转型 → 调用 `changeColor("暖黄")`
+   - 如果是 `AirConditioner` → 向下转型 → 调用 `setTimer(4)`（4 小时）
+   - 如果是 `RobotVacuum` → 向下转型 → 调用 `startCleaningMode("强力")`
 
-3. **遍历执行特有行为**：使用 `instanceof` 判断类型后向下转型
-   - `Lion` → `roar()`
-   - `Penguin` → `swim()`
-   - `Parrot` → `imitate()`
+4. **编写静态方法 `startDevice(SmartDevice device, int seconds)`**：
+   - 调用 `device.turnOn()`
+   - 输出 `"设备工作中，请等待" + seconds + "秒..."`
+   - 调用 `device.doWork()`
+   - 使用 `instanceof` 判断类型后向下转型，调用特有方法（与第 3 步逻辑相同）
+   - 调用 `device.turnOff()`
+   - 在 `main` 中传入不同类型设备调用此方法
 
 ### 思考题
 
-1. 为什么 `Animal` 要设计为抽象类？用普通父类可以吗？
-2. 如果不用 `instanceof` 直接向下转型，传入 `Penguin` 时强转为 `(Lion)` 会怎样？
-3. 如果新增 `Elephant` 类，需要修改 `ZooGuide` 吗？这符合什么设计原则？
+1. 方法参数 `SmartDevice device` 能传入哪些类型的对象？调用 `device.changeColor()` 行吗？为什么？
+2. 如果新增一个 `SmartSpeaker`（智能音箱）实现 `SmartDevice`，`SmartHomeController` 需要修改哪些代码？是否符合"开闭原则"？
+3. 如果将 `SmartDevice` 改为抽象类而不是接口，设计上会有什么不同？还能实现"一个类实现多个规范"吗？
 
 ### 预期输出
 
 ```
-========== 动物园导游系统 ==========
-动物：辛巴，年龄：5岁
-狮子 辛巴 正在吃肉...
-狮子 辛巴 在洞穴里睡觉...
-狮子 辛巴 发出吼叫：嗷呜～～
-
-动物：乐乐，年龄：2岁
-企鹅 乐乐 正在吃鱼...
-企鹅 乐乐 站着睡觉...
-企鹅 乐乐 在水中游泳...
-
-动物：小彩虹，年龄：1岁
-鹦鹉 小彩虹 正在啄食谷物...
-鹦鹉 小彩虹 挂在树枝上睡觉...
-鹦鹉 小彩虹 模仿人类说话：你好！词汇量：50个
-
-动物：娜娜，年龄：4岁
-狮子 娜娜 正在吃肉...
-狮子 娜娜 在洞穴里睡觉...
-狮子 娜娜 发出吼叫：嗷呜～～
-```
+========== 智能家居启动 ==========
+客厅的灯已打开
+客厅的灯照明中...
+客厅的灯已关闭
+客厅的灯光变为暖黄色
 
----
+主卧空调已打开，设定温度：26℃
+主卧空调制冷中，当前室温正降至 26℃...
+主卧空调已关闭
+主卧空调已设置 4 小时后自动关闭
 
-## 第 2 题：接口多态——智能家居控制系统 ⭐⭐⭐
+扫地机器人 石头T10 已启动，当前电量：80%
+扫地机器人 石头T10 开始清扫地面...
+扫地机器人 石头T10 已完成清扫，自动关闭
+扫地机器人 石头T10 已切换到 强力 模式开始清扫
+
+书房的灯已打开
+书房的灯照明中...
+书房的灯已关闭
+书房的灯光变为暖黄色
 
-**包名**：`p2_smarthome`
+次卧空调已打开，设定温度：24℃
+次卧空调制冷中，当前室温正降至 24℃...
+次卧空调已关闭
+次卧空调已设置 4 小时后自动关闭
+
+========== 测试 startDevice 方法 ==========
+客厅的灯已打开
+设备工作中，请等待10秒...
+客厅的灯照明中...
+客厅的灯光变为暖黄色
+客厅的灯已关闭
+```
 
-**知识点**：接口定义、implements 实现接口、接口多态、多态参数、多态数组
+> **提示**：
+> - 在 `main` 中调用 `startDevice` 时，可以直接传入数组中的元素，如 `controller.startDevice(devices[0], 10);`
+> - `instanceof` 判断的是**运行时类型**，不是编译时类型
+> - 特有方法只能通过**向下转型**后的子类引用调用，父类/接口引用无法直接调用
 
 ### 需求说明
 
@@ -261,9 +280,9 @@
 
 ---
 
-## 第 3 题：内部类——计算机硬件体系 ⭐⭐⭐
+## 第 2 题：内部类——计算机硬件体系 ⭐⭐⭐
 
-**包名**：`p3_computer`
+**包名**：`p2_computer`
 
 **知识点**：成员内部类、私有内部类、内部类访问外部类私有成员、外部类通过方法暴露内部类
 
@@ -353,6 +372,5 @@ CPU：酷睿 i7，主频：3.2 GHz
 
 | 题号 | 名称 | 核心知识点 | 难度 |
 |------|------|-----------|------|
-| 第 1 题 | 动物园导游系统 | 抽象类、多态、向上转型/向下转型、instanceof、调用子类特有方法 | ⭐⭐⭐ |
-| 第 2 题 | 智能家居控制系统 | 接口多态、多态参数、多态数组、开闭原则 | ⭐⭐⭐ |
-| 第 3 题 | 计算机硬件体系 | 成员内部类、私有内部类、内部类访问外部类私有成员 | ⭐⭐⭐ |
+| 第 1 题 | 智能家居控制系统 | 接口多态、向上转型/向下转型、instanceof、调用实现类特有方法、开闭原则 | ⭐⭐⭐ |
+| 第 2 题 | 计算机硬件体系 | 成员内部类、私有内部类、内部类访问外部类私有成员 | ⭐⭐⭐ |