用python实现以下问题,安排教学计划 (**) 问题描述:学校每个学期开设的课程是有先后顺序的,如信息安全专业:开设《数据结构》课程之前,必须先开设《离散数学》《C语言设计》和《Java 程序设计》等。现在需要根据给定的课程信息以及课程之间的先行、后继关系,合理安排出开设各门课程的先后顺序。 基本要求:(1)对输入的课程先行、后继关系如果存在回路关系时提示错误。 (2)根据读入的课程信息以及先行、后继关系计算出安排教学计划的序列(3)输出教学计划的安排顺序或给出错误提示信息。
时间: 2024-02-13 08:59:36 浏览: 74
好的,以下是基于 Python 的实现代码:
```python
from collections import defaultdict, deque
# 构建邻接表和入度数组
def build_graph(infos):
graph = defaultdict(list)
in_degrees = {course: 0 for course in infos.keys()}
for course, pre_courses in infos.items():
for pre_course in pre_courses:
graph[pre_course].append(course)
in_degrees[course] += 1
return graph, in_degrees
# 拓扑排序
def topological_sort(graph, in_degrees):
queue = deque([course for course, in_degree in in_degrees.items() if in_degree == 0])
result = []
while queue:
course = queue.popleft()
result.append(course)
for next_course in graph[course]:
in_degrees[next_course] -= 1
if in_degrees[next_course] == 0:
queue.append(next_course)
if len(result) == len(in_degrees):
return result
else:
return None
# 主函数
def main():
# 读入课程信息
infos = {
'数据结构': ['离散数学', 'C语言设计', 'Java程序设计'],
'离散数学': [],
'C语言设计': ['离散数学'],
'Java程序设计': ['C语言设计']
}
# 构建邻接表和入度数组
graph, in_degrees = build_graph(infos)
# 拓扑排序
result = topological_sort(graph, in_degrees)
# 输出结果
if result:
print('课程安排顺序为:')
for course in result:
print(course)
else:
print('存在回路关系,无法进行拓扑排序。')
if __name__ == '__main__':
main()
```
在这个例子中,我们使用一个字典 `infos` 来存储课程之间的关系,然后调用 `build_graph` 函数构建邻接表和入度数组,并调用 `topological_sort` 函数进行拓扑排序。最后根据结果输出相应的信息。
注意,在构建邻接表时,我们需要先初始化所有节点的入度为 0,并将每个节点的前继节点加入到对应的后继节点的列表中。在拓扑排序时,我们需要使用一个队列来存储入度为 0 的节点,并不断将入度为 0 的节点加入到拓扑序列中,并将与其相连的边删去。如果在拓扑排序过程中出现了没有入度为 0 的节点,但还有节点没有加入拓扑序列的情况,则说明存在环路,无法进行拓扑排序。
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