用c++编写（2）具体要求 利用有向图的建立和拓扑排序算法编写一程序，实现排课。 具体功能如下： 1 从文本文件中读取数据，数据包括开设课程总数以及每门课程的信息，包括课程编号、课程名称和先修课程； 2 根据文本数据建立表示课程关系的图结构； 3 利用课程关系图进行拓扑排序； 4 输出排课结果，如果数据有误（图中存在回路）输出相应的提示，否则给出课程拓扑序列； 选作功能 5 增加约束条件，例如每个学期的课程数目等，给出各个学期的课程安排。的代码

以下是用 C++ 编写的排课程序，实现了你所提出的具体要求：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <unordered_map>

using namespace std;

// 课程结构体
struct Course {
    int id;             // 课程编号
    string name;        // 课程名称
    vector<int> prereqs; // 先修课程
    int indegree;       // 入度
    int semester;       // 学期
};

// 读取数据文件，返回课程总数和课程列表
pair<int, vector<Course>> readData(string filename) {
    ifstream fin(filename);
    int n;
    fin >> n;
    vector<Course> courses(n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        fin >> courses[i].id >> courses[i].name;
        int m;
        fin >> m;
        courses[i].prereqs.resize(m);
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            fin >> courses[i].prereqs[j];
        }
    }
    fin.close();
    return make_pair(n, courses);
}

// 建立有向图
unordered_map<int, vector<int>> buildGraph(const vector<Course>& courses) {
    unordered_map<int, vector<int>> graph;
    for (const auto& course : courses) {
        for (int prereq : course.prereqs) {
            graph[prereq].push_back(course.id);
        }
    }
    return graph;
}

// 拓扑排序
vector<int> topologicalSort(const unordered_map<int, vector<int>>& graph, vector<Course>& courses) {
    vector<int> result;
    queue<int> q;
    for (auto& course : courses) {
        course.indegree = 0;
    }
    for (const auto& p : graph) {
        int u = p.first;
        for (int v : p.second) {
            courses[v - 1].indegree++;
        }
    }
    for (auto& course : courses) {
        if (course.indegree == 0) {
            q.push(course.id);
            course.semester = 1;
        }
    }
    while (!q.empty()) {
        int u = q.front();
        q.pop();
        result.push_back(u);
        int next_semester = courses[u - 1].semester + 1;
        for (int v : graph.at(u)) {
            Course& course = courses[v - 1];
            if (--course.indegree == 0) {
                q.push(course.id);
                course.semester = next_semester;
            }
        }
    }
    return result;
}

// 输出课程拓扑序列
void printTopologicalOrder(const vector<int>& order, const vector<Course>& courses) {
    cout << "课程拓扑序列：" << endl;
    for (int id : order) {
        const auto& course = courses[id - 1];
        cout << course.id << " " << course.name << " 学期：" << course.semester << endl;
    }
}

int main() {
    auto data = readData("courses.txt");
    int n = data.first;
    auto& courses = data.second;
    auto graph = buildGraph(courses);
    auto order = topologicalSort(graph, courses);
    if (order.size() != n) {
        cout << "课程存在循环依赖，无法排课。" << endl;
    } else {
        printTopologicalOrder(order, courses);
    }
    return 0;
}

程序中的 `Course` 结构体存储课程信息，包括课程编号、课程名称、先修课程、入度和学期。`readData` 函数从文本文件中读取数据，返回课程总数和课程列表。`buildGraph` 函数根据课程列表建立有向图，用 `unordered_map` 存储图结构。`topologicalSort` 函数实现拓扑排序算法，返回课程拓扑序列。最后，`printTopologicalOrder` 函数输出课程拓扑序列。

程序的入口函数 `main` 中，首先读取数据文件，然后建立有向图，进行拓扑排序，并输出课程拓扑序列。如果课程存在循环依赖，程序会输出相应的提示。