智能排课系统

小李：最近我打算开发一款排课表软件，但对具体怎么开始还不太清楚。

小王：那你要先确定功能需求，比如课程安排、教师分配、教室调度等。你有想过用什么语言来开发吗？

小李：我想用Python，因为它的库丰富，适合快速开发。

小王：好主意。Python有很多用于数据处理和界面开发的库，比如Django或者Flask可以做后端，Tkinter或PyQt可以做前端。

小李：那我可以先写一个简单的排课逻辑，然后逐步扩展。

小王：没错。我们可以先从基础的数据结构入手，比如使用字典来存储课程信息，再利用算法来优化排课顺序。

小李：听起来不错。那你能给我一个示例代码吗？

小王：当然可以。下面是一个简单的排课逻辑代码示例：

# 排课表软件基础逻辑
courses = {
    "数学": {"teacher": "张老师", "room": "101", "time": "9:00-10:30"},
    "英语": {"teacher": "李老师", "room": "202", "time": "10:45-12:15"},
    "物理": {"teacher": "王老师", "room": "303", "time": "13:30-15:00"}
}

def schedule_courses(courses):
    for course, info in courses.items():
        print(f"课程名称：{course}")
        print(f"授课教师：{info['teacher']}")
        print(f"教室：{info['room']}")
        print(f"时间：{info['time']}")
        print("-" * 30)

schedule_courses(courses)
    

小李：这只是一个简单的例子，如果要真正投入使用，还需要考虑更多细节，比如冲突检测、动态调整等。

小王：没错。你可以加入一些逻辑判断，比如检查同一时间是否有多个课程在同一教室，避免冲突。

小李：那我应该怎么做呢？

小王：我们可以先定义一个教室和时间的集合，然后在安排课程时检查是否已有课程占用该时间和教室。

小李：那我可以这样修改代码：

# 增加冲突检测的排课逻辑
courses = {
    "数学": {"teacher": "张老师", "room": "101", "time": "9:00-10:30"},
    "英语": {"teacher": "李老师", "room": "202", "time": "10:45-12:15"},
    "物理": {"teacher": "王老师", "room": "303", "time": "13:30-15:00"}
}

used_slots = set()

def schedule_courses_with_conflict_check(courses):
    for course, info in courses.items():
        slot = (info["room"], info["time"])
        if slot in used_slots:
            print(f"警告：课程 {course} 与已有课程时间冲突！")
        else:
            print(f"课程名称：{course}")
            print(f"授课教师：{info['teacher']}")
            print(f"教室：{info['room']}")
            print(f"时间：{info['time']}")
            print("-" * 30)
            used_slots.add(slot)

schedule_courses_with_conflict_check(courses)
    

小李：这样就实现了基本的冲突检测。不过，这只是最基础的版本，实际应用中可能需要更复杂的逻辑。

小王：是的，如果你要做一个完整的排课系统，还需要考虑数据库、用户界面、权限管理等功能。

小李：那我可以使用数据库来存储课程信息，比如用SQLite。

小王：对，SQLite非常适合轻量级的应用，而且集成方便。

小李：那我应该怎样设计数据库结构呢？

小王：通常我们会设计一个“课程”表，包含课程ID、名称、教师、教室、时间等字段。

小李：那我可以写一个创建数据库的脚本。

小王：好的，下面是创建数据库的代码示例：

import sqlite3

# 创建数据库连接
conn = sqlite3.connect('schedule.db')
cursor = conn.cursor()

# 创建课程表
cursor.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS courses (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    name TEXT NOT NULL,
    teacher TEXT NOT NULL,
    room TEXT NOT NULL,
    time TEXT NOT NULL
)
''')

conn.commit()
conn.close()
    

小李：这个代码很实用，接下来我可以插入一些课程数据了。

小王：是的，你可以用INSERT语句添加数据。

小李：那我可以写一个函数来插入课程数据。

小王：没错，下面是一个插入课程的示例代码：

import sqlite3

def add_course(name, teacher, room, time):
    conn = sqlite3.connect('schedule.db')
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('INSERT INTO courses (name, teacher, room, time) VALUES (?, ?, ?, ?)',
                   (name, teacher, room, time))
    conn.commit()
    conn.close()

# 添加示例课程
add_course("数学", "张老师", "101", "9:00-10:30")
add_course("英语", "李老师", "202", "10:45-12:15")
add_course("物理", "王老师", "303", "13:30-15:00")
    

小李：这样就能将课程信息保存到数据库中了。

小王：接下来，你可以编写查询功能，比如根据时间或教室查询课程。

小李：那我可以写一个查询函数。

小王：好的，下面是查询课程的示例代码：

import sqlite3

def query_courses(room=None, time=None):
    conn = sqlite3.connect('schedule.db')
    cursor = conn.cursor()
    query = 'SELECT * FROM courses'
    conditions = []
    if room:
        conditions.append(f'room = "{room}"')
    if time:
        conditions.append(f'time = "{time}"')
    if conditions:
        query += ' WHERE ' + ' AND '.join(conditions)
    cursor.execute(query)
    results = cursor.fetchall()
    conn.close()
    return results

# 查询所有课程
print(query_courses())

# 查询特定教室的课程
print(query_courses(room="101"))

# 查询特定时间的课程
print(query_courses(time="9:00-10:30"))
    

小李：这些功能已经很完整了，但我觉得还可以进一步优化。

小王：比如可以加入图形界面，让操作更方便。

小李：那我可以使用PyQt或者Tkinter来做界面。

小王：是的，Tkinter是Python自带的库，适合快速开发。

小李：那我可以写一个简单的GUI程序。

小王：好的，下面是一个简单的Tkinter界面示例：

import tkinter as tk
from tkinter import messagebox
import sqlite3

class ScheduleApp:
    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("排课表软件")

        # 输入框
        self.name_label = tk.Label(root, text="课程名称:")
        self.name_label.pack()
        self.name_entry = tk.Entry(root)
        self.name_entry.pack()

        self.teacher_label = tk.Label(root, text="教师:")
        self.teacher_label.pack()
        self.teacher_entry = tk.Entry(root)
        self.teacher_entry.pack()

        self.room_label = tk.Label(root, text="教室:")
        self.room_label.pack()
        self.room_entry = tk.Entry(root)
        self.room_entry.pack()

        self.time_label = tk.Label(root, text="时间:")
        self.time_label.pack()
        self.time_entry = tk.Entry(root)
        self.time_entry.pack()

        # 提交按钮
        self.submit_button = tk.Button(root, text="提交", command=self.add_course)
        self.submit_button.pack()

    def add_course(self):
        name = self.name_entry.get()
        teacher = self.teacher_entry.get()
        room = self.room_entry.get()
        time = self.time_entry.get()

        if not all([name, teacher, room, time]):
            messagebox.showerror("错误", "请填写所有字段")
            return

        conn = sqlite3.connect('schedule.db')
        cursor = conn.cursor()
        cursor.execute('INSERT INTO courses (name, teacher, room, time) VALUES (?, ?, ?, ?)',
                       (name, teacher, room, time))
        conn.commit()
        conn.close()
        messagebox.showinfo("成功", "课程已添加")

if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = ScheduleApp(root)
    root.mainloop()
    

小李：这样用户就可以通过界面添加课程了。

小王：很好。现在你的软件已经具备了基本的功能，接下来你可以考虑申请软著证书，保护你的知识产权。

小李：那我要怎么申请软著证书呢？

小王：你需要准备一份软件说明书、源代码、软件运行截图等材料，然后向中国版权保护中心提交申请。

小李：那我可以自己去申请吗？

小王：可以，但建议找专业的代理机构帮忙，因为他们熟悉流程，能提高通过率。

小李：那软著证书有什么作用呢？

小王：软著证书是软件著作权的法律证明，可以防止他人非法复制或使用你的软件，同时也能提升你的品牌价值。

小李：明白了。那我现在应该开始整理资料，准备申请了。

小王：没错。另外，建议你在发布软件前就申请软著证书，以确保权益。

小李：谢谢你的帮助，我现在对开发排课表软件和申请软著证书有了更清晰的认识。

小王：不客气，祝你顺利开发出优秀的软件，并成功获得软著证书！