c语言回溯法排课。要求如下,共有语文,数学,英语,自习四门课。周一至周五上课。每天四节课。周一,周二第一节必须为语文。周三,周四,周五第一节必须为英语。语文每周上五节。英语每周上四节。数学每周上四节。其余时间安排自习。每天的课不能重复。输出其中的一种排法。
时间: 2023-08-21 20:06:27 浏览: 108
好的,这是一个典型的排课问题,可以使用回溯法来解决。下面是一个可能的解法:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#define DAYS_OF_WEEK 5
#define CLASSES_PER_DAY 4
#define SUBJECTS 4
const char* subject_names[SUBJECTS] = {"语文", "数学", "英语", "自习"};
// 每个科目每周需要上的课时数
const int class_hours[SUBJECTS] = {5, 4, 4, 0};
// 每个时间段是否已经安排了课程
bool schedule[DAYS_OF_WEEK][CLASSES_PER_DAY] = { false };
// 每个时间段安排的科目
int arrangement[DAYS_OF_WEEK][CLASSES_PER_DAY] = { 0 };
// 判断当前时间段是否可以安排指定的科目
bool can_schedule(int day, int class_time, int subject) {
// 第一节课必须是语文或英语
if ((day == 0 && class_time == 0) || (day == 1 && class_time == 0)) {
return subject == 0;
}
// 第一节课必须是语文或英语
if ((day == 2 && class_time == 0) || (day == 3 && class_time == 0) || (day == 4 && class_time == 0)) {
return subject == 2;
}
// 课程不能重复
for (int i = 0; i < CLASSES_PER_DAY; i++) {
if (arrangement[day][i] == subject) {
return false;
}
}
// 检查每周上课时数
int total_hours = 0;
for (int i = 0; i < DAYS_OF_WEEK; i++) {
for (int j = 0; j < CLASSES_PER_DAY; j++) {
if (arrangement[i][j] == subject) {
total_hours++;
}
}
}
return total_hours < class_hours[subject];
}
// 输出当前的排课方案
void print_arrangement() {
for (int i = 0; i < DAYS_OF_WEEK; i++) {
printf("周%d: ", i + 1);
for (int j = 0; j < CLASSES_PER_DAY; j++) {
int subject = arrangement[i][j];
printf("%s ", subject_names[subject]);
}
printf("\n");
}
printf("\n");
}
// 回溯求解排课方案
bool backtrack(int day, int class_time) {
// 已经排完了所有的时间段
if (day == DAYS_OF_WEEK && class_time == CLASSES_PER_DAY) {
return true;
}
// 当前时间段已经安排了课程,跳过
if (schedule[day][class_time]) {
return backtrack(day + (class_time + 1) / CLASSES_PER_DAY, (class_time + 1) % CLASSES_PER_DAY);
}
// 尝试安排每个科目
for (int i = 0; i < SUBJECTS; i++) {
if (can_schedule(day, class_time, i)) {
schedule[day][class_time] = true;
arrangement[day][class_time] = i;
if (backtrack(day + (class_time + 1) / CLASSES_PER_DAY, (class_time + 1) % CLASSES_PER_DAY)) {
return true;
}
// 回溯
schedule[day][class_time] = false;
arrangement[day][class_time] = -1;
}
}
return false;
}
int main() {
if (backtrack(0, 0)) {
print_arrangement();
} else {
printf("无法安排课程\n");
}
return 0;
}
```
这个程序使用了一个二维数组 `schedule` 来记录每个时间段是否已经安排了课程,使用另一个二维数组 `arrangement` 来记录每个时间段安排的科目。回溯算法的核心是 `backtrack` 函数,它尝试在当前时间段安排每个科目,并递归地尝试下一个时间段,直到所有时间段都排完或者无法继续安排。在每个时间段,我们需要判断当前科目是否可以安排,判断的条件包括:第一节课的限制、课程不能重复、每周上课时数不能超过限制等。如果当前方案无法继续,就回溯到上一个时间段,尝试其他的安排方案。最后输出一个可行的排课方案。
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