高校自动排课系统.docx

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（）；

veｃtｏrarrａngｅs；　//整个系的排课安排

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（））　｛

ﻩﻩvecｔortｉ；//一个教师的排课信息倒排表

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）＜