走班排课使用贪心算法的lingo代码
时间: 2023-07-10 16:32:01 浏览: 123
走班排课是一个经典的排课问题,常常使用贪心算法求解。以下是使用LINGO语言实现的贪心算法代码:
```
SETS:
I: 课程集合;
J: 班级集合;
DATA:
a(I,J): 每个班级能够在每个时间段上课的课程数;
b(I): 每个课程需要的时间段数;
c(J): 每个班级需要的总时间段数;
VARIABLES:
x(I,J): 课程 i 是否安排在班级 j 中;
EQUATIONS:
班级时间段约束(j in J): sum(i in I, b(i)*x(i,j)) = c(j);
老师能够教授的课程约束(i in I): sum(j in J, x(i,j)) <= a(i,j);
MODEL:
Z := @SUM(i in I, j in J, x(i,j));
SOLVE;
```
在代码中,我们定义了两个集合:课程集合和班级集合。然后我们定义了三个数据:每个班级能够在每个时间段上课的课程数、每个课程需要的时间段数、每个班级需要的总时间段数。接着我们定义了一个二元变量 x(i,j) 表示课程 i 是否安排在班级 j 中。
在约束方程中,我们分别定义了班级时间段约束和老师能够教授的课程约束。其中,班级时间段约束保证每个班级的总时间段数等于需要的总时间段数,老师能够教授的课程约束保证每个老师只能教授他能够教授的课程。
最后,我们定义了一个目标函数 Z,求解这个目标函数即可得到一个合理的走班排课方案。
相关问题
走班排课使用贪心算法的详细lingo代码
走班排课使用贪心算法的LINGO代码如下,代码中包含了详细的注释:
```
SETS:
I: 课程集合;
J: 班级集合;
DATA:
a(I,J): 每个班级能够在每个时间段上课的课程数;
b(I): 每个课程需要的时间段数;
c(J): 每个班级需要的总时间段数;
VARIABLES:
x(I,J): 课程 i 是否安排在班级 j 中;
EQUATIONS:
班级时间段约束(j in J): sum(i in I, b(i)*x(i,j)) = c(j);
老师能够教授的课程约束(i in I): sum(j in J, x(i,j)) <= a(i,j);
MODEL:
Z := @SUM(i in I, j in J, x(i,j)); // 定义目标函数,求最小值
! 以下为贪心算法
FOR(j, 1, @CARD(J), 1,
FOR(i, 1, @CARD(I), 1,
IF(sum(k in J, x(i,k)) < a(i,j) AND sum(k in I, b(k)*x(k,j)) < c(j) AND x(i,j) = 0,
x(i,j) = 1;
BREAK; // 找到一个可行的课程安排,跳出当前循环
);
);
);
SOLVE;
```
在代码中,我们首先定义了两个集合:课程集合和班级集合,以及三个数据:每个班级能够在每个时间段上课的课程数、每个课程需要的时间段数、每个班级需要的总时间段数。然后我们定义了一个二元变量 x(i,j) 表示课程 i 是否安排在班级 j 中。
在约束方程中,我们分别定义了班级时间段约束和老师能够教授的课程约束。其中,班级时间段约束保证每个班级的总时间段数等于需要的总时间段数,老师能够教授的课程约束保证每个老师只能教授他能够教授的课程。
在模型中,我们定义了一个目标函数 Z,它是所有 x(i,j) 的和。我们要求 Z 的最小值,即最小化冲突课程的数量。然后,我们使用贪心算法来求解这个问题。具体来说,我们依次遍历班级和课程,对于每个班级和课程,我们判断是否存在一个可行的课程安排方案(即班级能够在这个时间段上课,老师能够教授这门课程,且这个课程没有被安排在其他班级中),如果存在,则安排这门课程在这个班级上课,并跳出当前循环。
最后,我们使用 SOLVE 命令来求解这个模型,得到一个合理的走班排课方案。
遗传算法解决排课问题lingo代码
以下是一个简单的遗传算法解决排课问题的LINGO代码示例:
```
SETS:
TimeSlots /1..10/; # 时间段
Courses /1..20/; # 课程
Rooms /1..5/; # 教室
DATA:
# 每个课程需要的时间和所需教室容量
CourseData =
[
2 3,
3 4,
2 2,
4 4,
3 3,
2 2,
3 3,
2 2,
4 4,
2 2,
3 3,
2 2,
3 3,
3 3,
4 4,
2 2,
3 3,
4 4,
2 2,
3 3
];
VARIABLES:
# 遗传算法中的变量
Schedule[TimeSlots][Rooms][Courses] binary; # 课程表
Fitness integer; # 适应度
BINARY VARIABLES:
# 遗传算法中的二进制变量
Gene[TimeSlots][Rooms][Courses]; # 遗传基因
EQUATIONS:
# 计算适应度的方程
CalcFitness:
Fitness = sum((t in TimeSlots, r in Rooms, c in Courses),
Gene(t, r, c) * CourseData(c, 1))
- sum((t in TimeSlots, r in Rooms),
Gene(t, r, 1) + Gene(t, r, 2) + Gene(t, r, 3))
- sum((t in TimeSlots, c in Courses),
Gene(t, 1, c) + Gene(t, 2, c) + Gene(t, 3, c)
+ Gene(t, 4, c) + Gene(t, 5, c));
# 约束条件
Constraints:
# 每个课程必须在一个时间段内上课
CourseTime:
forall(c in Courses)
sum((t in TimeSlots, r in Rooms), Gene(t, r, c)) = 1;
# 每个时间段每个教室只能有一个课程
TimeRoom:
forall(t in TimeSlots, r in Rooms)
sum(c in Courses, Gene(t, r, c)) <= 1;
# 每个时间段每个教室的容量不能超过规定值
RoomCap:
forall(t in TimeSlots, r in Rooms)
sum(c in Courses, Gene(t, r, c) * CourseData(c, 2)) <= 30;
MODEL:
# 定义遗传算法的模型
GeneticAlgorithm:
Minimize = Fitness;
Binary = Gene;
PopulationSize = 100;
GenerationLimit = 100;
CrossoverRate = 0.8;
MutationRate = 0.1;
Elitist = Yes;
RunGA;
```
请注意,这只是一个简单的示例代码,实际情况下可能需要根据具体问题进行修改。同时,LINGO也不是唯一的遗传算法实现工具,您也可以使用其他工具来实现遗传算法。
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