数字迎新管理系统

在桂林众多高校中，合理地安排课程表是一项复杂的任务。为了提高排课效率，我们设计并实现了基于Python的排课系统。该系统主要利用了图论中的邻接矩阵来表示课程冲突关系，并通过回溯法进行课程分配。

首先，我们需要定义数据结构来存储教师、教室以及课程信息。以下是基本的数据结构定义：

class Course:
    def __init__(self, name, teacher, duration):
        self.name = name
        self.teacher = teacher
        self.duration = duration

class Room:
    def __init__(self, room_id, capacity):
        self.room_id = room_id
        self.capacity = capacity

class Timetable:
    def __init__(self):
        self.schedule = {}

def add_course(timetable, course, day, time_slot):
    if day not in timetable.schedule:
        timetable.schedule[day] = {}
    if time_slot not in timetable.schedule[day]:
        timetable.schedule[day][time_slot] = []
    timetable.schedule[day][time_slot].append(course)

接下来，我们使用邻接矩阵来表示课程之间的冲突情况。如果两门课程由同一个老师教授，则它们之间存在冲突。

def build_conflict_matrix(courses):
    n = len(courses)
    conflict_matrix = [[False for _ in range(n)] for _ in range(n)]
    for i in range(n):
        for j in range(i + 1, n):
            if courses[i].teacher == courses[j].teacher:
                conflict_matrix[i][j] = True
                conflict_matrix[j][i] = True
    return conflict_matrix

最后，通过回溯法尝试将每门课程插入到时间表中，同时检查是否违反了冲突规则。

def backtrack(conflict_matrix, courses, timetable, index):
    if index == len(courses):
        return True
    for day in ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']:
        for time_slot in range(1, 7):  # 假设每天最多有6个时间段
            if not any([conflict_matrix[index][i] and timetable.schedule[day][time_slot][i] for i in range(len(courses))]):
                add_course(timetable, courses[index], day, time_slot)
                if backtrack(conflict_matrix, courses, timetable, index + 1):
                    return True
                remove_course(timetable, courses[index], day, time_slot)
    return False

以上代码展示了如何构建一个简单的排课系统。此系统可以根据输入的课程信息自动生成一份初步的时间表。在实际应用中，还需要考虑更多因素如学生选课偏好、特殊设备需求等，进一步完善系统功能。

总之，通过上述方法，我们可以有效地帮助桂林高校解决复杂的排课问题，提升教学管理效率。

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