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〈vector>

#include

＃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

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］）;

vector〈schedule〉plan;

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

vector〈arrange〉arr；//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〈vector〉teachers；//教师数组

for（unsignedi=0;i

size（）；++i）｛

for（unsignedj=0；j

stringtea=arranges[i][j］.teacher;

if（tea==”未定”）continue;

unsignedk=0；

for（;k

size（）；++k）｛

if（teachers[k］［0]。

teacher==tea）｛

teachers[k]。

push_back（teacher_inverted（tea,i,j））；

break；

｝

}

if（k==teachers。

size（））｛

vector〈teacher_inverted〉ti;//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]）；;

vector〈string>classrooms;//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_distribution

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〈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

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〈teachers.size（）;++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〈class_loc[class_cur]；++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

size（）；++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〈arranges。

size（）；++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〈arranges[i］.size（）;++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<

grade_special<<”班级课程表\n"；

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〈〈setw（24）<〈arranges[i][j］。

course；

elseif（m1==1）

cout<

classroom_time/20];

else

cout〈

teacher；

}

else

cout〈

｝

cout<〈”\n";

}

｝

cout〈<"====================================================================================================================================\n";

cout〈

：

left）；

}while

（1）；

}

elseif（2==choice）｛

unsignedi=0,j=0;

for（；i

size（）；++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〈teachers[i].size（）;++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<〈setw（54）〈<""<〈teachers［i］[0]。

teacher<〈"老师课程表\n”;

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<〈setw（24）<〈arranges［teachers[i]［j］。

class_loc］[teachers［i］[j］.arrange_loc].course;

elseif（m1==1）

cout〈〈setw（24）<〈classrooms［arranges［teachers[i][j].class_loc］[teachers［i］[j］.arrange_loc]。

classroom_time/20]；

else

cout<