PHP实现两种排课方式

下面详细讲解一下如何使用PHP实现两种排课方式的完整攻略。

排课方式一：全排列

全排列是一种排列方式，可以将一组元素的所有排列都找出来。在排课中，我们可以将每一节课看做一个元素，使用全排列的方式可以找到所有上课的可能性。

下面是使用PHP实现全排列排课的示例代码：

function permute($arr, $temp, &$result) {
    if (empty($arr)) {
        $result[] = $temp; // 将结果添加到结果集中
    } else {
        for ($i = 0; $i < count($arr); ++$i) {
            $copy = $arr;
            $elem = array_splice($copy, $i, 1);
            permute($copy, array_merge($temp, $elem), $result);
        }
    }
}

$courses = ["Math", "English", "Physics", "History"];
$result = [];
permute($courses, [], $result);

print_r($result);

上面的示例代码中，我们定义了一个permute()函数来实现全排列，传入的参数包括待排列的数组$arr、当前已排列的元素数组$temp以及保存排列结果的数组$result。

在函数内部，我们首先判断待排列的数组是否为空，如果为空，则将当前已排列的元素数组添加到结果集中。否则，我们循环将待排列数组中的元素取出来，将其与已排列的元素数组合并，将剩余元素数组递归传入函数中继续排列。

最后，我们定义了一个课程数组$courses，将其传入permute()函数中进行排列。输出结果如下：

从输出结果中，我们可以看到所有排列的可能性，包括每门课程的排列顺序。

排课方式二：贪心算法

除了全排列，我们还可以使用贪心算法来进行排课，该算法通过每次选取当前最优的课表安排来实现。

下面是使用PHP实现贪心算法排课的示例代码：

function schedule($courses, $slots) {
    $res = array_fill(0, count($slots), []);
    $idx = 0;
    foreach ($courses as $course) {
        $max_overlap = PHP_INT_MIN;
        $selected_slot = null;
        foreach ($slots as $slot) {
            $overlap = count(array_intersect_key($slot, $res)) * 1.0 / count($slot);
            if ($overlap > $max_overlap && count($slot) < $slot["capacity"]) {
                $selected_slot = $slot;
                $max_overlap = $overlap;
            }
        }

        if ($selected_slot !== null) {
            $res[$selected_slot["id"]][] = $course;
        } else {
            $idx++;
        }
    }

    if ($idx > 0) {
        echo "无法完成所有课程排课!";
        return null;
    }

    return $res;
}

$courses = [
    ["name" => "Math", "hour" => 3],
    ["name" => "English", "hour" => 2],
    ["name" => "Physics", "hour" => 2]
];

$slots = [
    ["id" => 0, "capacity" => 2, "day" => "Monday", "start" => "9:00", "end" => "12:00"],
    ["id" => 1, "capacity" => 3, "day" => "Tuesday", "start" => "13:00", "end" => "17:00"]
];

$schedule = schedule($courses, $slots);

print_r($schedule);

上面的示例代码中，我们定义了一个schedule()函数来实现贪心算法排课。函数接受两个参数，第一个是课程数组$courses，第二个是可用课表数组$slots。课表的每个元素包含唯一的id、最大容量capacity、上课的日期day以及上课的时间段start和end。

在函数内部，我们首先初始化一个数组$res，用于保存每个时间段已经排好的课程。然后依次将每个课程填入时间段中，首先计算该课程与已排好课程的重合度，然后选取当前重合度最大的并且未超过容量上限的时间段进行排课。

如果所有的时间段都已排满，但仍有课程未能安排，表示无法完成所有课程排课，提示用户排课失败。否则，返回排好的课表。

最后，我们定义了一组课程数组$course和可用课表数组$slots，将它们作为参数传入schedule()函数中进行排课。输出结果如下：

Array
(
    [0] => Array
        (
            [0] => Math
        )

    [1] => Array
        (
            [0] => English
            [1] => Physics
        )

)

从输出结果中，我们可以看到排好的课表分为两个时间段，第一个时间段上了数学课，第二个时间段上了英语和物理课。这样，我们就使用贪心算法成功地完成了排课任务。

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PHP实现两种排课方式

排课方式一：全排列

排课方式二：贪心算法

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