高校自动排课系统.docx
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高校自动排课系统.docx
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高校自动排课系统
//简化版高校自动排课系统
//排课任务简化后包含:
年级专业(教学班级,如计科13)、课程名称、任课教师、上课地点和时间
//教学班级简化为不分人数,不分专业方向。
//上课教室简化为不分理论课、实验课,不分教室容纳人数,不分是否多媒体。
//上课时段简化为:
一周五天,周一到周五,白天上课,上午四节,下午四节,
//1~2(8:
00~9:
400)、3~4(10:
00~11:
40)、5~6(14:
00~15:
40)、7~8(16:
00~17:
40)
//为了便于处理,将五天的所有上课时段用数字0~19表示
//上课地点和时间组合成一个整数数组(位集,bitset),每20个为1组为一个教室的上课时段安排
//约束条件:
1、教学班级的上课时间不能冲突
//2、每个教室不能同时安排多个教学班级上课
//3、任课教师的上课时间不能冲突
//
#include<iostream>
#include<fstream>
#include
#include
#include
#include<bitset〉
#include 〈random〉
#include<iomanip>
usingnamespacestd;
//原始数据文件中的每一行数据的数据结构
structschedule {
stringgrade_special;//年级专业
ﻩstringcourse;//课程名称
string teacher;//任课教师
stringtotal_hour; //总学时
ﻩstringteach_hour;//讲课学时
ﻩstring experiment_hour;//实验学时
ﻩstringpractice_hour; //课程实践学时
stringcredit;//学分
ﻩstringweek_hour;//周学时
stringstart_stop;//起止周
ﻩstring speciality_orientation; //专业方向
stringperson_num;//人数
};
//排课任务的数据结构
structarrange{
ﻩarrange(stringgs,stringc,stringt,intct=-1):
grade_special(gs),course(c),teacher(t),classroom_time(ct){}
stringgrade_special;ﻩ//年级专业
ﻩstringcourse;//课程名称
stringteacher;ﻩ//任课教师
//stringclassroom;//上课地点
//stringtime;ﻩ//上课时间
intclassroom_time;//上课地点、时间
};
//教师倒排表数据结构,通过教师姓名找到该教师的排课情况
struct teacher_inverted{
ﻩteacher_inverted(string tea,int cl= -1,intar=-1) :
teacher(tea), class_loc(cl),arrange_loc(ar){}
ﻩstringteacher;
ﻩintclass_loc;
ﻩintarrange_loc;
};
//教室倒排表数据结构,通过教室名称查找该教室的排课情况
structclassroom_inverted{
classroom_inverted(string cr,intcl =-1,int ar = -1) :
classroom(cr),class_loc(cl),arrange_loc(ar) {}
string classroom;
ﻩintclass_loc;
intarrange_loc;
};
intmain(intargc,char**argv){
if(argc!
=3) {
ﻩcout〈〈”程序调用格式错误!
\n调用格式:
csp排课计划文件 可用教室文件\n”;
ﻩreturn0;
ﻩ}
ﻩifstream infile(argv[1]);
ﻩvector ﻩstrings; ﻩgetline(infile,s); while(getline(infile,s)) { ﻩschedulesch; istringstream record(s); record〉〉sch.grade_special>>sch.course〉>sch。 teacher〉> sch.total_hour>〉sch。 teach_hour ﻩﻩ〉〉sch。 experiment_hour>>sch。 practice_hour>〉sch.credit〉〉sch.week_hour〉〉sch。 start_stop ﻩ>>sch。 speciality_orientation〉〉sch.person_num; ﻩplan.push_back(sch); } ﻩinfile.close(); vector ﻩvector<arrange>arr;//一个班的排课安排 string gs("”);//教学班级 ﻩfor(autoit=plan.begin();it! = plan.end();++it){ ﻩif(gs! =it—>grade_special){ ﻩﻩif (! arr。 empty()){ ﻩarranges。 push_back(arr); //教学计划按教学班级顺序排列 ﻩﻩarr。 clear(); ﻩﻩ} ﻩﻩgs=it->grade_special; ﻩ} arr。 push_back(arrange(it—>grade_special,it->course, it-〉teacher)); ﻩ} arranges.push_back(arr); ﻩvector<vector〈teacher_inverted>>teachers;//教师数组 for(unsignedi =0;i〈arranges。 size();++i){ ﻩfor(unsignedj = 0;j〈arranges[i]。 size();++j){ ﻩstringtea= arranges[i][j].teacher; if(tea==”未定”)continue; ﻩﻩunsignedk=0; ﻩfor(;k〈teachers。 size();++k){ ﻩﻩﻩif (teachers[k][0].teacher==tea){ ﻩteachers[k].push_back(teacher_inverted(tea,i,j)); ﻩﻩbreak; ﻩ} ﻩ} ﻩﻩif(k == teachers.size()) { ﻩﻩvector ﻩﻩti。 push_back(teacher_inverted(tea,i, j)); ﻩﻩﻩteachers。 push_back(ti); ﻩ} ﻩ} ﻩ} constintN=256; bitset〈N〉ct;//教室时段的分配状况 ﻩinfile。 open(argv[2]);; ﻩvector<string〉classrooms;//教室数组 while (getline(infile,s)){ ﻩﻩclassrooms.push_back(s); ﻩ} ﻩinfile.close(); ﻩunsigned arrange_num =plan.size();//待排课数目 ﻩunsignedclass_num= arranges。 size(); //教学班级数目 ﻩunsignedclassroom_num=classrooms.size();//教室数目 ﻩuniform_int_distribution〈unsigned〉u(0,classroom_num*20-1); //为教室时段分配随机数 default_random_enginee(time(0)); vector ﻩunsignedclass_cur=0; //待分配的教学班级序号,轮流为每个班级排课,一次安排一个班的一门课 ﻩfor (unsignedn=0;n〈 arrange_num;++n) { unsignedk =u(e); //如果某个班级的排课任务已经分配完成,则选择下一个班级继续排课 ﻩwhile(class_loc[class_cur]== arranges[class_cur].size()){ ﻩﻩﻩclass_cur= (class_cur +1)%class_num; ﻩ} //找到待排课任务的对应教师 ﻩﻩstringtea= arranges[class_cur][class_loc[class_cur]].teacher; ﻩﻩunsignedi=0; ﻩfor (;i<teachers.size();++i){ ﻩif(tea ==teachers[i][0].teacher)break; } ﻩ//找出与该教师无时间冲突的时段 ﻩdo{ ﻩﻩﻩdo{ while(ct。 test(k)) {k=(k+1) %(classroom_num*20); } ﻩﻩunsigned m = 0; ﻩﻩfor(;m ﻩﻩﻩﻩif(arranges[class_cur][m].classroom_time% 20==k%20) break; ﻩﻩﻩ} ﻩif(m==class_loc[class_cur])break; //如果与前面已安排的该班级时间无冲突,则k可用 ﻩﻩk=(k+1)%(classroom_num* 20);//如果有冲突则检查下一个教室时段是否可用 }while (1); ﻩﻩif(i==teachers。 size())break;//教师未定 ﻩunsignedj =0; ﻩﻩfor(;j< teachers[i]。 size();++j) { ﻩﻩintm= arranges[teachers[i][j].class_loc][teachers[i][j].arrange_loc].classroom_time; ﻩﻩif(m! =-1&& (m%20==k%20))break; ﻩ} ﻩﻩif(j==teachers[i].size()) break; //如果与该教师的时间无冲突,则k可用 ﻩk=(k+ 1)%(classroom_num * 20);//如果有冲突则检查下一个教室时段是否可用 ﻩ}while (1); //排课 ﻩarranges[class_cur][class_loc[class_cur]]。 classroom_time=k; ﻩct。 set(k); ﻩ//将当前班级的排课号+1 ﻩ++class_loc[class_cur]; ﻩﻩ//将待排课班级号+1 ﻩclass_cur= (class_cur+1)%class_num; ﻩ} loop: //输出 ﻩcout<〈”\t\t高校自动排课系统\n"; ﻩcout〈<"选择查询条件: 1. 按班级2. 按教师3。 按教室\n"; cout<<"请输入查询序号: (输入—1退出系统)"; ﻩunsigned choice=0; cin〉〉choice; if(-1 == choice){ ﻩcout 〈〈"正常退出系统\n”; return 0; } ﻩelse if(1 == choice) { unsigned i =0,j=0; for (;i〈arranges.size();++i){ ﻩcout<< i〈<”。 "<< arranges[i][0].grade_special<〈 ”\t”; ﻩﻩif ((i+1)%4==0)cout〈〈"\n”; } ﻩcout〈〈”\n"; ﻩdo { ﻩﻩcout<〈”\n请输入待查询班级的序号: (输入—1结束查询)"; ﻩﻩcin>> i; ﻩif (i==-1) { ﻩﻩbreak; ﻩ} ﻩﻩelse if(i〉=arranges.size()) { ﻩcout<〈 ”非法选择\n”; ﻩcontinue; ﻩ} ﻩintclass_table[4][5]; ﻩfor(unsignedm=0;m 〈4;++m) for(unsigned n=0;n〈5; ++n) ﻩﻩclass_table[m][n]=-1; ﻩfor(j =0;j size();++j) { ﻩﻩunsigned m= arranges[i][j]。 classroom_time%20; class_table[m /5][m%5]=j; ﻩﻩﻩ} ﻩﻩstring time_slot[4]={ ”8: 00-9: 40","10: 00-11: 40",”14: 00—15: 40”,"16: 00-17: 40”}; ﻩﻩcout<〈setiosflags(ios_base: : left); ﻩﻩﻩcout <<setw(54)<< ” "〈〈 arranges[i][0].grade_special〈<"班级课程表\n"; ﻩcout<<"====================================================================================================================================\n"; ﻩﻩcout〈〈setw(12) <〈""<<setw(24)〈<”星期一”〈〈setw(24)〈〈"星期二”<<setw(24)<〈 ”星期三”〈<setw(24) 〈〈"星期四"〈〈setw(24)<<"星期五"〈〈"\n"; ﻩﻩfor(unsignedm= 0;m〈4;++m){ ﻩﻩﻩﻩif(m %2 ==0) ﻩﻩﻩcout〈<”====================================================================================================================================\n"; ﻩﻩﻩelse ﻩcout〈<”——-——---—----—-——-—--—-——---—-—-——--—---——-——--—---——---——--———-——--—-—-—--——-—--———-——-—--——-——-—-———---—--——-———---—-—-——-———————-\n”; ﻩfor(unsignedm1=0; m1 < 3; ++m1){ ﻩﻩﻩif (m1== 1) ﻩﻩﻩﻩcout<<setw(12) << time_slot[m]; ﻩﻩﻩﻩelse ﻩﻩﻩﻩcout<〈setw(12)〈<”"; ﻩﻩfor(unsignedn=0;n< 5;++n) { ﻩﻩif (class_table[m][n]! =-1) { ﻩﻩﻩﻩﻩﻩj =class_table[m][n]; if(m1== 0) ﻩﻩcout<〈 setw(24)< course; ﻩﻩﻩﻩelseif(m1==1) ﻩﻩﻩcout〈〈setw(24) 〈〈classrooms[arranges[i][j]。 classroom_time/20]; ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩelse ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩcout〈 ﻩ} ﻩﻩﻩﻩelse ﻩﻩﻩﻩcout 〈 ﻩﻩ} ﻩﻩcout<<”\n”; ﻩﻩ} ﻩ} ﻩﻩcout〈<"====================================================================================================================================\n”; ﻩﻩcout〈〈resetiosflags(ios_base: : left); ﻩ}while (1); ﻩ} ﻩelseif(2 == choice) { ﻩﻩunsignedi= 0,j= 0; for(;i<teachers。 size();++i){ ﻩcout 〈〈i<〈 ”。 ” <<teachers[i][0].teacher<<”\t"; ﻩif((i+1)% 4==0)cout <〈"\n”; ﻩ} cout<<”\n”; ﻩﻩdo{ ﻩcout <<"\n请输入待查询教师的序号: (输入-1结束查询)"; ﻩcin>〉i; if(i==—1){ ﻩbreak; ﻩ} ﻩelse if(i〉=teachers.size()){ ﻩﻩcout〈〈"非法选择\n"; ﻩﻩﻩcontinue; ﻩﻩ} ﻩﻩintclass_table[4][5]; ﻩfor(unsignedm=0;m<4;++m) ﻩﻩfor (unsigned n=0;n〈5;++n) ﻩﻩﻩclass_table[m][n]=-1; for(j=0;j〈teachers[i]。 size();++j) { ﻩﻩunsignedm=arranges[teachers[i][j]。 class_loc][teachers[i][j].arrange_loc]。 classroom_time /20; ﻩﻩﻩﻩclass_table[m/5][m%5]=j; ﻩﻩ} ﻩstringtime_slot[4]= {"8: 00—9: 40",”10: 00-11: 40”,"14: 00—15: 40”, "16: 00—17: 40”}; cout<< setiosflags(ios_base: : left); ﻩcout<〈setw(54) 〈〈""<〈 teachers[i][0]。 teacher〈<”老师课程表\n”; cout〈〈 ”====================================================================================================================================\n"; ﻩcout<〈 setw(12)〈<”" 〈< setw(24)〈〈 ”星期一"< ﻩﻩfor(unsignedm=0;m〈4;++m) { ﻩﻩﻩif (m%2==0) ﻩﻩﻩcout〈〈"====================================================================================================================================\n”; ﻩﻩelse ﻩﻩﻩﻩcout 〈<"——--—————---————----—-——--—-—-—---—---—-—---——--—--—--————---———----———-----—-—-——-——---—-------——-——--———--—-——————-——--————-—-—---\n"; ﻩfor (unsignedm1=0;m1〈3;++m1) { ﻩif(m1==1) ﻩﻩcout〈 ﻩﻩﻩﻩelse cout〈< setw(12)<〈””; ﻩﻩﻩfor(unsignedn=0;n 〈5; ++n) { ﻩﻩif (class_table[m][n]! =-1){ ﻩﻩﻩﻩﻩj=class_table[m][n]; ﻩﻩﻩﻩif(m1==0) ﻩcout〈〈 setw(24) 〈〈 arranges[teachers[i][j]。 class_loc][teachers[i][j].arrange_loc]。 course; ﻩﻩﻩﻩelseif (m1==1) ﻩﻩﻩﻩﻩcout〈 class_loc][teachers[i][j]。 arrange_loc]。 classroom_time/20]; ﻩﻩelse ﻩﻩﻩﻩﻩﻩcout<〈setw(24)<
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