教学计划编制问题：基于拓扑排序的解决方案

"该资源是一份关于教学计划编制问题的需求分析报告，主要涉及课程的先修关系处理，采用有向图表示课程网络，并利用拓扑排序解决教学计划的合理编排。报告中提供了详细的程序功能描述、输入输出要求以及多组测试数据用于验证程序的正确性。" 这篇需求分析报告主要关注的是一个教学计划编制软件的设计，其核心是处理课程间的先修关系，以生成不冲突的课程教学流程。以下是关键知识点的详细说明： 1. **课程关系表示**：课程用顶点表示，课程之间的先修关系通过有向边连接，形成一个有向图。例如，如果课程A是课程B的先修课程，那么在图中就有从A到B的有向边。 2. **拓扑排序**：这是一种对有向无环图（DAG，Directed Acyclic Graph）的排序方法，可以得到一个顶点的线性序列，使得对于每一条有向边AB，节点A都在节点B之前。在本需求中，拓扑排序用于确定课程的合理顺序，确保没有先修课程未完成的情况下开始学习后续课程。 3. **程序基本功能**： - 用户输入课程总数、有向边（先修关系）的数量、每门课程的3位字母数字串编号，以及直接的先修课程关系。 - 程序根据这些信息生成教学计划，如果能生成，则输出修课顺序；否则，提示计划编制失败。 4. **输入输出格式**： - 用户首先输入课程总数，接着输入先修关系数量。如果关系数为0，表示没有先修关系，课程可按任意顺序排列。 - 接下来，用户逐个输入课程编号和它们的直接先修课程。 - 输出结果要么是成功的课程顺序，要么是失败的通知。 5. **测试数据**： - 包括合法输入和非法输入的示例，如课程数小于1、先修关系数小于0等，测试程序能否正确处理异常情况并给出反馈。 6. **异常处理**： - 如果输入的课程数或先修关系数不合法，程序应能识别并提示用户重新输入。 - 当图中存在回路（即有向图包含环）时，无法进行拓扑排序，因此教学计划编制会失败。 7. **课程编排成功**： - 提供了成功编排课程的例子，展示了当无环且所有先修关系都能满足时，程序应能输出有效的修课顺序。 通过这个需求分析，我们可以了解到教学计划编制问题的复杂性，特别是如何利用图论中的拓扑排序算法来解决实际问题。开发这样的系统需要对数据结构和算法有深入理解，同时考虑用户体验和错误处理机制。