一种课业布置方法与流程

1.本发明属于课业布置技术领域，尤其涉及一种课业布置方法。


背景技术：

2.现有的课业布置方法大多为人工排序进行布置，当出现作业量与约束条件相冲突时需要人工反复进行修改推算，严重影响工作效率，无法满足人们的使用需求。


技术实现要素：

3.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种课业布置方法，旨在解决由于现有技术无法提供一种有效的课业布置方法方法，导致工作效率低、用户体验不佳的问题。
4.一方面，本发明提供了一种课业布置方法，所述方法包括下述步骤：
5.步骤一，随机生成课业编码或根据部分课业编码随机生成课业编码；
6.步骤二，对所述课业编码进行适应度计算；
7.步骤三，选择所述课业编码中较好的20％课业编码进行迭代、剩余的80％课业编码进行交叉运算；
8.步骤四，对所述课业编码进行变异运算；
9.步骤五，依次循环所述步骤一、所述步骤二、所述步骤三、所述步骤四获得多个所述课业编码，并对每个所述课业编码进行所述适应度计算，若适应度不再变优或迭代次数达到设定迭代次数、则输出所述课业编码并停止。
10.进一步地，所述课业编码由二进制数字构成，所述课业编码根据公式1构成：
11.公式1：5n*2＝课业编码、或5n*2＝课业编码的位数；其中，5表示每周中的五个工作日，n表示单个工作日的单科作业时长的份额，2表示单科作业的二进制表达位数；
12.每个工作日在所述课业编码中的位置按周一、周二、周三、周四、周五的先后顺序依次排序，每个工作日的课业编码位数均相等且所述每个工作日的课业编码位数由所述课业编码的位数除以5获得。
13.进一步优选地，所述随机生成课业编码根据所述约束条件进行生成；
14.所述约束条件包括约束条件1或和约束条件2；
15.约束条件1：其中，5a表示一周中五个工作日的作业时长，x
数学,i
表示一周第i天数学作业时长，x
语文,i
表示一周第i天语文作业时长，x
科学,i
表示一周第i天科学作业时长,i表示一周五个工作日按周一、周二、周三、周四、周五的先后顺序排序中的第几天，x表示单科作业时长；
16.约束条件2：x
数学，i
x
语文，i
x
科学，i
＜a；其中，a表示单个工作日的作业时长；
17.x
数学，i
＞0，x
语文，i
＞0，x
科学，i
＞0。
18.进一步地，所述适应度计算包括：
19.从所述课业编码中获取某同一工作日的x
数学,i
，x
语文,i
，x
科学,i
；并根据公式2计算出日平均作业时长，根据公式3计算出日作业时长的适应度；
20.公式2：其中，3表示日作业科目数，表示日平均作业时长；
21.公式3：其中，min(var)表示日作业时长的适应度。
22.进一步地，选择所述课业编码中较好的20％课业编码进行迭代包括：返回
23.所述步骤一根据所述课业编码中较好的20％课业编码随机生成课业编码。
24.进一步地，所述方法还包括：
25.获取两条所述步骤三中剩余的80％课业编码、其中一条作为母代编码另一条作为父代编码；
26.所述交叉运算根据公式4进行；
27.公式4：var
l，子代编码
＝β
·
var
l，母代编码
(1
‑
β)
·
var
l，父代编码
；其中，β表示选择母代编码的概率，var
l,子代编码
表示子代编码的长度，var
l,母代编码
表示母代编码的长度，var
l,父代编码
表示父代编码的长度，l表示编码的长度；
28.所述子代编码中剩余空缺的编码从母代编码或父代编码中选取补充。
29.进一步优选地，对所述课业编码进行变异运算包括：
30.对所述课业编码中的部分课业编码进行一定概率的随机变化。
31.另一方面，本发明提供了一种课业布置装置，所述装置包括：
32.另一方面，本发明还提供了一种课业布置装置，所述装置包括至少一个处理器；以及，
33.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
34.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的课业布置方法。
35.另一方面，本发明还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行上述的课业布置方法。
36.另一方面，本发明还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述的课业布置方法。
37.本发明的有益效果在于：排课业时根据步骤一，随机生成课业编码或根据部分课业编码随机生成课业编码；步骤二，对课业编码进行适应度计算；步骤三，选择课业编码中较好的20％课业编码进行迭代、剩余的80％课业编码进行交叉运算；步骤四，对课业编码进行变异运算；步骤五，依次循环步骤一、步骤二、步骤三、步骤四获得多个课业编码，并对每个课业编码进行适应度计算，若适应度不再变优或迭代次数达到设定迭代次数、则输出课业编码并停止；从而提高了工作效率，获取到了符合条件的课业编码即排课表，进而提高了用户体验。
附图说明
38.图1是本发明实施例一提供的课业布置方法的实现流程图；
39.图2是本发明实施例二提供的课业布置装置的结构示意图。
具体实施方式
40.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
41.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
42.实施例一：
43.图1示出了本发明实施例一提供的课业布置方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
44.步骤s101，随机生成课业编码或根据部分课业编码随机生成课业编码；
45.在本发明的实施例中，课业编码由二进制数字构成，课业编码根据公式1构成：
46.公式1：5n*2＝课业编码、或5n*2＝课业编码的位数；其中，5表示每周中的五个工作日，n表示单个工作日的单科作业时长的份额，2表示单科作业的二进制表达位数；
47.每个工作日在课业编码中的位置按周一、周二、周三、周四、周五的先后顺序依次排序，每个工作日的课业编码位数均相等且每个工作日的课业编码位数由课业编码的位数除以5获得；
48.例如：将单个工作目的作业时长切分为n个平均时长，课业编码5n*2表示五个工作日内的作业整体安排在其中：
49.其中，00表示无作业，01表示语文，10表示数学，11表示科学；
50.例如，n＝2，染色体长度为5*2*2＝20，课业编码如下：
51.01101100011011000111
52.表示：
53.周一0110：语文、数学，分别作业时长a/2；
54.周二1100：科学，作业时长a/2；
55.周三0110：语文、数学，分别作业时长a/2；
56.周四1100：科学，作业时长a/2；
57.周五0111：语文、科学，分别作业时长a/2；
58.进一步地，随机生成课业编码根据约束条件进行生成；
59.约束条件包括约束条件1或和约束条件2；
60.约束条件1：其中，5a表示一周中五个工作日的作业时长，x
数学，i
表示一周第i天数学作业时长，x
语文，i
表示一周第i天语文作业时长，x
科学，i
表示一周第i天科学作业时长，i表示一周五个工作日按周一、周二、周三、周四、周五的先后顺序排序中的第几天，x表示单科作业时长；
61.约束条件2：x
数学，i
x
语文，i
x
科学，i
＜a；其中，a表示单个工作日的作业时长；
62.x
数学，i
＞0，x
语文，i
＞0，x
科学，i
＞0。
63.步骤s102，对课业编码进行适应度计算；
64.在本发明的实施例中，适应度计算包括：
65.从课业编码中获取某同一工作日的x
数学，i
，x
语文，i
，x
科学，i
；并根据公式2计算出日平均作业时长，根据公式3计算出日作业时长的适应度；
66.公式2：其中，3表示日作业科目数，表示日平均作业时长；
67.公式3：其中，min(var)表示日作业时长的适应度。
68.步骤s103，选择课业编码中较好的20％课业编码进行迭代、剩余的80％课业编码进行交叉运算；
69.在本发明的实施例中，选择课业编码中较好的20％课业编码进行迭代包括：返回步骤一根据课业编码中较好的20％课业编码随机生成课业编码；
70.进一步地，获取两条步骤三中剩余的80％课业编码、其中一条作为母代编码另一条作为父代编码；
71.交叉运算根据公式4进行；
72.公式4：vat
l，子代编码
＝β
·
var
l，母代编码
(1
‑
β)
·
var
l，父代编码
；其中，β表示选择母代编码的概率，var
l,子代编码
表示子代编码的长度，var
l,母代编码
表示母代编码的长度，var
l,父代编码
表示父代编码的长度，l表示编码的长度；进一步地，母代编码的概率可预先设定或随机取得；
73.子代编码中剩余空缺的编码从母代编码或父代编码中选取补充。
74.步骤s104，对课业编码进行变异运算；
75.在本发明的实施例中，对课业编码进行变异运算包括：
76.对课业编码中的部分课业编码进行一定概率的随机变化。
77.步骤s105，依次循环步骤s101、步骤s102、步骤s103、步骤s104获得多个课业编码，并对每个课业编码进行适应度计算，若适应度不再变优或迭代次数达到设定迭代次数、则输出课业编码并停止。
78.在本发明的实施例中，可设定迭代次数为50或100次。
79.在本发明的实施例中，排课业时根据步骤一，随机生成课业编码或根据部分课业编码随机生成课业编码；步骤二，对课业编码进行适应度计算；步骤三，选择课业编码中较好的20％课业编码进行迭代、剩余的80％课业编码进行交叉运算；步骤四，对课业编码进行变异运算；步骤五，依次循环步骤一、步骤二、步骤三、步骤四获得多个课业编码，并对每个课业编码进行适应度计算，若适应度不再变优或迭代次数达到设定迭代次数、则输出课业编码并停止；从而提高了工作效率，获取到了符合条件的课业编码即排课表，进而提高了用户体验。
80.实施例二：
81.图2示出了本发明实施例二提供的一种课业布置装置，如图2所示，装置10包括：
82.一个或多个处理器110以及存储器120，图2中以一个处理器110为例进行介绍，处理器110和存储器120可以通过总线或者其他方式连接，图2中以通过总线连接为例。
83.处理器110用于完成装置10的各种控制逻辑，其可以为通用处理器、数字信号处理
器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、单片机、arm(acorn risc machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，处理器110还可以是任何传统处理器、微处理器或状态机。处理器110也可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp核、或任何其它这种配置。
84.存储器120作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的
……
方法对应的程序指令。处理器110通过运行存储在存储器120中的非易失性软件程序、指令以及单元，从而执行装置10的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的课业布置方法。
85.存储器120可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据装置10使用所创建的数据等。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器120可选包括相对于处理器110远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至装置10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
86.一个或者多个单元存储在存储器120中，当被一个或者多个处理器110执行时，执行上述任意方法实施例中课业布置方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤s100至步骤s105。
87.实施例三：
88.本发明实施例三提供了一种非易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤s100至步骤s105。
89.作为示例，非易失性存储介质能够包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦rom(eeprom)或闪速存储器。易失性存储器能够包括作为外部高速缓存存储器的随机存取存储器(ram)。通过说明丽非限制，ram可以以诸如同步ram(sram)、动态ram、(dram)、同步dram(sdram)、双数据速率sdram(ddr sdram)、增强型sdram(esdram)、synchlink dram(sldram)以及直接rambus(兰巴斯)ram(drram)之类的许多形式得到。本文中所描述的操作环境的所公开的存储器组件或存储器旨在包括这些和/或任何其他适合类型的存储器中的一个或多个。
90.实施例四：
91.本发明实施例四提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述方法实施例的课业布置方法。例如，执行以上描述的图1中的方法步骤s100至步骤s105。
92.以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
93.通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助
软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存在于计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络电子设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
94.除了其他之外，诸如"能够
′
、"能"、"可能"或"可以"之类的条件语言除非另外具体地陈述或者在如所使用的上下文内以其他方式理解，否则一般地旨在传达特定实施方式能包括(然而其他实施方式不包括)特定特征、元件和/或操作。因此，这样的条件语言一般地不旨在暗示特征、元件和/或操作对于一个或多个实施方式无论如何都是需要的或者一个或多个实施方式必须包括用于在有或没有学生输入或提示的情况下判定这些特征、元件和/或操作是否被包括或者将在任何特定实施方式中被执行的逻辑。
95.已经在本文中在本说明书和附图中描述的内容包括能够提供课业布置方法的示例。当然，不能够出于描述本公开的各种特征的目的来描述元件和/或方法的每个可以想象的组合，但是可以认识到，所公开的特征的许多另外的组合和置换是可能的。因此，显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下能够对本公开做出各种修改。此外，或在替代方案中，本公开的其他实施例从对本说明书和附图的考虑以及如本文中所呈现的本公开的实践中可能是显而易见的。意图是，本说明书和附图中所提出的示例在所有方面被认为是说明性的而非限制性的。尽管在本文中采用了特定术语，但是它们在通用和描述性意义上被使用并且不用于限制的目的。