高校自动排课系统.docx
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高校自动排课系统
盛年不重来,一日难再晨。
及时宜自勉,岁月不待人。
//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
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
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
stringcourse;//课程名称
stringteacher;//任课教师
stringtotal_hour;//总学时
stringteach_hour;//讲课学时
stringexperiment_hour;//实验学时
stringpractice_hour;//课程实践学时
stringcredit;//学分
stringweek_hour;//周学时
stringstart_stop;//起止周
stringspeciality_orientation;//专业方向
stringperson_num;//人数
};
//排课任务的数据结构
structarrange{
arrange(stringgs,stringc,stringt,intct=-1):
grade_special(gs),course(c),teacher(t),classroom_time(ct){}
stringgrade_special;//年级专业
stringcourse;//课程名称
stringteacher;//任课教师
//stringclassroom;//上课地点
//stringtime;//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
structteacher_inverted{
teacher_inverted(stringtea,intcl=-1,intar=-1):
teacher(tea),class_loc(cl),arrange_loc(ar){}
stringteacher;
intclass_loc;
intarrange_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(stringcr,intcl=-1,intar=-1):
classroom(cr),class_loc(cl),arrange_loc(ar){}
stringclassroom;
intclass_loc;
intarrange_loc;
};
intmain(intargc,char**argv){
if(argc!
=3){
cout<<"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";
return0;
}
ifstreaminfile(argv[1]);
vectorplan;
strings;
getline(infile,s);
while(getline(infile,s)){
schedulesch;
istringstreamrecord(s);
record>>sch.grade_special>>sch.course>>sch.teacher>>sch.total_hour>>sch.teach_hour
>>sch.experiment_hour>>sch.practice_hour>>sch.credit>>sch.week_hour>>sch.start_stop
>>sch.speciality_orientation>>sch.person_num;
plan.push_back(sch);
}
infile.close();
vector>arranges;//整个系的排课安排
vectorarr;//一个班的排课安排
stringgs("");//教学班级
for(autoit=plan.begin();it!
=plan.end();++it){
if(gs!
=it->grade_special){
if(!
arr.empty()){
arranges.push_back(arr);//教学计划按教学班级顺序排列
arr.clear();
}
gs=it->grade_special;
}
arr.push_back(arrange(it->grade_special,it->course,it->teacher));
}
arranges.push_back(arr);
vector>teachers;//教师数组
for(unsignedi=0;ifor(unsignedj=0;jstringtea=arranges[i][j].teacher;
if(tea=="未定")continue;
unsignedk=0;
for(;kif(teachers[k][0].teacher==tea){
teachers[k].push_back(teacher_inverted(tea,i,j));
break;
}
}
if(k==teachers.size()){
vectorti;//一个教师的排课信息倒排表
ti.push_back(teacher_inverted(tea,i,j));
teachers.push_back(ti);
}
}
}
constintN=256;
bitsetct;//教室时段的分配状况
infile.open(argv[2]);;
vectorclassrooms;//教室数组
while(getline(infile,s)){
classrooms.push_back(s);
}
infile.close();
unsignedarrange_num=plan.size();//待排课数目
unsignedclass_num=arranges.size();//教学班级数目
unsignedclassroom_num=classrooms.size();//教室数目
uniform_int_distributionu(0,classroom_num*20-1);//为教室时段分配随机数
default_random_enginee(time(0));
vectorclass_loc(class_num,0);//教学班级已分配状况
unsignedclass_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
for(unsignedn=0;nunsignedk=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
while(class_loc[class_cur]==arranges[class_cur].size()){
class_cur=(class_cur+1)%class_num;
}
//找到待排课任务的对应教师
stringtea=arranges[class_cur][class_loc[class_cur]].teacher;
unsignedi=0;
for(;iif(tea==teachers[i][0].teacher)break;
}
//找出与该教师无时间冲突的时段
do{
do{
while(ct.test(k)){k=(k+1)%(classroom_num*20);}
unsignedm=0;
for(;mif(arranges[class_cur][m].classroom_time%20==k%20)break;
}
if(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
k=(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);
if(i==teachers.size())break;//教师未定
unsignedj=0;
for(;jintm=arranges[teachers[i][j].class_loc][teachers[i][j].arrange_loc].classroom_time;
if(m!
=-1&&(m%20==k%20))break;
}
if(j==teachers[i].size())break;//如果与该教师的时间无冲突,则k可用
k=(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);
//排课
arranges[class_cur][class_loc[class_cur]].classroom_time=k;
ct.set(k);
//将当前班级的排课号+1
++class_loc[class_cur];
//将待排课班级号+1
class_cur=(class_cur+1)%class_num;
}
loop:
//输出
cout<<"\t\t高校自动排课系统\n";
cout<<"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)";
unsignedchoice=0;
cin>>choice;
if(-1==choice){
cout<<"正常退出系统\n";
return0;
}
elseif(1==choice){
unsignedi=0,j=0;
for(;icout<
if((i+1)%4==0)cout<<"\n";
}
cout<<"\n";
do{
cout<<"\n请输入待查询班级的序号:
(输入-1结束查询)";
cin>>i;
if(i==-1){
break;
}
elseif(i>=arranges.size()){
cout<<"非法选择\n";
continue;
}
intclass_table[4][5];
for(unsignedm=0;m<4;++m)
for(unsignedn=0;n<5;++n)
class_table[m][n]=-1;
for(j=0;junsignedm=arranges[i][j].classroom_time%20;
class_table[m/5][m%5]=j;
}
stringtime_slot[4]={"8:
00-9:
40","10:
00-11:
40","14:
00-15:
40","16:
00-17:
40"};
cout<:
left);
cout<cout<<"====================================================================================================================================\n";
cout<for(unsignedm=0;m<4;++m){
if(m%2==0)
cout<<"====================================================================================================================================\n";
else
cout<<"------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------\n";
for(unsignedm1=0;m1<3;++m1){
if(m1==1)
cout<else
cout<for(unsignedn=0;n<5;++n){
if(class_table[m][n]!
=-1){
j=class_table[m][n];
if(m1==0)
cout<elseif(m1==1)
cout<else
cout<}
else
cout<}
cout<<"\n";
}
}
cout<<"====================================================================================================================================\n";
cout<:
left);
}while
(1);
}
elseif(2==choice){
unsignedi=0,j=0;
for(;icout<
if((i+1)%4==0)cout<<"\n";
}
cout<<"\n";
do{
cout<<"\n请输入待查询教师的序号:
(输入-1结束查询)";
cin>>i;
if(i==-1){
break;
}
elseif(i>=teachers.size()){
cout<<"非法选择\n";
continue;
}
intclass_table[4][5];
for(unsignedm=0;m<4;++m)
for(unsignedn=0;n<5;++n)
class_table[m][n]=-1;
for(j=0;junsignedm=arranges[teachers[i][j].class_loc][teachers[i][j].arrange_loc].classroom_time/20;
class_table[m/5][m%5]=j;
}
stringtime_slot[4]={"8:
00-9:
40","10:
00-11:
40","14:
00-15:
40","16:
00-17:
40"};
cout<:
left);
cout<cout<<"====================================================================================================================================\n";
cout<for(unsignedm=0;m<4;++m){
if(m%2==0)
cout<<"====================================================================================================================================\n";
else
cout<<"------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------\n";
for(unsignedm1=0;m1<3;++m1){
if(m1==1)
cout<else
cout<for(unsignedn=0;n<5;++n){
if(class_table[m][n]!
=-1){
j=class_table[m][n];
if(m1==0)
cout<elseif(m1==1)
cout<else
cout<<