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

#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;i

for（unsignedj=0;j

stringtea=arranges[i][j].teacher;

if（tea=="未定"）continue;

unsignedk=0;

for（;k

if（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;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

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（;i

if（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（;m

if（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（;j

intm=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（;i

cout<

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;j

unsignedm=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（;i

cout<

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;j

unsignedm=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<