小明：嘿，李老师，我最近在研究排课系统，听说金华那边有一些不错的项目？

李老师：是啊，金华的教育信息化发展得挺快的，很多学校都用上了排课系统。不过你要是想深入了解，可能需要看看源码。

小明：源码？你是说可以下载到具体的代码吗？

李老师：对，有些开源项目或者学校的内部系统可能会提供部分源码。当然，如果是商业系统，可能不会公开。不过我们可以自己写一个简单的排课系统来学习。

小明：那你能给我看看一个简单的排课系统源码吗？我想了解一下它是怎么工作的。

李老师：好，我们先从基础开始。排课系统的核心功能就是根据教师、教室、课程等信息，合理安排时间表。你可以用Python来实现，比如使用字典和列表结构来存储数据。

小明：听起来不难，但实际开发中会遇到哪些问题呢？比如如何避免时间冲突？

李老师：这是个好问题。排课系统的关键在于时间管理。你需要设计一个算法，检查每个课程的时间是否与其他课程重叠。如果重叠了，就提示错误或者重新安排。

小明：那能不能举个例子，比如一个简单的排课系统代码？

李老师：好的，下面是一个简单的Python示例，模拟了一个排课系统的基本结构：

# 定义课程类
class Course:
    def __init__(self, name, teacher, time):
        self.name = name
        self.teacher = teacher
        self.time = time

# 定义教室类
class Classroom:
    def __init__(self, id, capacity):
        self.id = id
        self.capacity = capacity
        self.schedule = {}  # 存储时间表，键为时间，值为课程

# 检查时间是否冲突
def is_conflict(schedule, new_time):
    for time in schedule:
        if time == new_time:
            return True
    return False

# 添加课程到教室
def add_course_to_classroom(classroom, course):
    if not is_conflict(classroom.schedule, course.time):
        classroom.schedule[course.time] = course.name
        print(f"课程 {course.name} 已添加到教室 {classroom.id} 的 {course.time}")
    else:
        print(f"时间 {course.time} 已被占用，无法添加课程 {course.name}")

# 示例
classroom1 = Classroom("A101", 30)
course1 = Course("数学", "张老师", "周一 9:00-10:00")
course2 = Course("英语", "王老师", "周一 9:00-10:00")

add_course_to_classroom(classroom1, course1)
add_course_to_classroom(classroom1, course2)
    

小明：这个代码看起来简单，但能说明排课系统的基本逻辑。那“一键排课”是怎么实现的呢？

李老师：一键排课通常是指用户输入一些基本信息后，系统自动完成排课任务。这需要更复杂的算法，比如贪心算法或回溯法，来优化课程安排。

小明：那能否再写一个更复杂的例子，展示一键排课的功能？

李老师：当然可以。下面是一个简单的“一键排课”函数，它会尝试将所有课程按顺序排入可用的教室中，尽量避免冲突。

# 模拟多个教室
classrooms = [
    Classroom("A101", 30),
    Classroom("A102", 35),
    Classroom("B201", 40)
]

# 模拟课程列表
courses = [
    Course("数学", "张老师", "周一 9:00-10:00"),
    Course("英语", "王老师", "周一 10:00-11:00"),
    Course("物理", "李老师", "周二 8:30-9:30"),
    Course("化学", "陈老师", "周三 9:00-10:00")
]

# 一键排课函数
def auto_schedule(courses, classrooms):
    for course in courses:
        scheduled = False
        for classroom in classrooms:
            if not is_conflict(classroom.schedule, course.time):
                add_course_to_classroom(classroom, course)
                scheduled = True
                break
        if not scheduled:
            print(f"无法为课程 {course.name} 找到合适的教室")

# 调用一键排课
auto_schedule(courses, classrooms)
    

小明：这个函数看起来不错，但有没有可能更智能一点？比如根据教师偏好或教室容量来安排？

李老师：当然可以。我们可以增加一些优先级判断，比如优先分配给教师喜欢的教室，或者优先使用容量更大的教室。

小明：那是不是还需要数据库支持？比如存储教师、课程、教室的信息？

李老师：是的，实际应用中，排课系统通常会使用数据库来管理这些数据。比如MySQL或PostgreSQL。这样可以方便地查询、更新和维护数据。

小明：那能不能再写一个结合数据库的排课系统示例？

李老师：好的，下面是一个简单的Python脚本，使用SQLite数据库来存储课程和教室信息，并实现一键排课功能。

import sqlite3

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

# 创建教室表
cursor.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS classrooms (
    id TEXT PRIMARY KEY,
    capacity INTEGER
)
''')

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

# 插入教室数据
cursor.execute("INSERT OR IGNORE INTO classrooms VALUES ('A101', 30)")
cursor.execute("INSERT OR IGNORE INTO classrooms VALUES ('A102', 35)")
cursor.execute("INSERT OR IGNORE INTO classrooms VALUES ('B201', 40)")

# 插入课程数据
cursor.execute("INSERT OR IGNORE INTO courses (name, teacher, time) VALUES ('数学', '张老师', '周一 9:00-10:00')")
cursor.execute("INSERT OR IGNORE INTO courses (name, teacher, time) VALUES ('英语', '王老师', '周一 10:00-11:00')")

conn.commit()

# 查询教室
def get_classrooms():
    cursor.execute("SELECT * FROM classrooms")
    return cursor.fetchall()

# 查询课程
def get_courses():
    cursor.execute("SELECT * FROM courses")
    return cursor.fetchall()

# 一键排课函数（结合数据库）
def auto_schedule_from_db():
    classrooms = get_classrooms()
    courses = get_courses()

    for course in courses:
        course_id, name, teacher, time = course
        scheduled = False
        for classroom in classrooms:
            class_id, capacity = classroom
            cursor.execute("SELECT * FROM courses WHERE time = ? AND classroom_id = ?", (time, class_id))
            existing_course = cursor.fetchone()
            if not existing_course:
                cursor.execute("UPDATE courses SET classroom_id = ? WHERE id = ?", (class_id, course_id))
                scheduled = True
                print(f"课程 {name} 已分配到教室 {class_id} 的 {time}")
                break
        if not scheduled:
            print(f"无法为课程 {name} 找到合适的教室")

# 调用一键排课
auto_schedule_from_db()
conn.commit()
conn.close()
    

小明：这个例子更贴近实际应用了，特别是结合了数据库。那金华地区的排课系统有什么特别的地方吗？

李老师：金华地区的学校在排课系统上有很多创新，比如结合本地教育政策、教师资源调配、学生选课系统等。有些学校甚至开发了基于Web的排课平台，供教师和管理员在线操作。

小明：那这些系统是否也采用类似上面的代码结构？

李老师：基本思路是一样的，只是规模更大，功能更复杂。比如会涉及前端界面、后端逻辑、数据库设计、权限管理、日志记录等。

小明：看来要开发一个完整的排课系统，还需要掌握很多技术，比如前后端分离、REST API、数据库优化等等。

李老师：没错，但你可以从小项目入手，逐步扩展。比如先做一个命令行版的排课系统，再慢慢加上图形界面、网络功能、多用户支持等。

小明：谢谢你，李老师！我现在对排课系统有了更深的理解，尤其是关于“一键排课”的实现。

李老师：不客气！如果你有兴趣，可以去金华的一些学校或教育科技公司看看他们的系统，也许会有更多启发。