第二次结对编程作业——毕业导师智能匹配

第二次结对编程作业——毕业导师智能匹配

结对编程人员

031402418汪培侨

031402618林宇晨

一、问题描述

二、问题分析

经过一番系列性的讨论，以及两次攥写的经过，可以得出我们小组的答案


接下来将我们实现的算法进行解释说明。

三、算法的实现策略

1、数据的生成

为了更好的贴切现实生活中，学生选择老师的情况，我们对随机的生成数据进行了一定的约束，以便于后续的模拟。
教师大体可以分为这三类：


我们的模拟数据生成器中，就选择了6个热门老师，14个普通热门老师，10个普通老师



以上为对应单个老师的被学生选中的概率分析图。

我们将学生选择志愿的老师的程度用上图描述。

教师数据生成

for(i=0;i<m;i++)    //教师工号的生成，按tea0-29 ，以及对应的要选择学生的人数
{
if(i>=0 && i <=9)   fprintf(fpWrite,"tea00%d\n", i);
else if(i>9)  fprintf(fpWrite,"tea0%d\n", i);
fprintf(fpWrite,"%d\n",rand()%8+1);
}

学生数据生成

for(j=0;j<n;j++)    //学生学号，基点，五个志愿对应老师的选择
{
if(j==0) fprintf(fpWrite,"stu000\n");              //学号
else if(j>0&&j<=9) fprintf(fpWrite,"stu00%d\n",j);
else if(j>9) fprintf(fpWrite,"stu0%d\n",j);

double jidian;
jidian = ( rand()%101 ) /25.0 + 1;
fprintf(fpWrite,"%.1lf\n",jidian);         //绩点

/*模拟对应志愿的选择，每个志愿的对应的老师的概率不同*/
for (i=0; i<5; i++)
{
number = rand() % 150;
if(number<60) number=number%30;
else if(number>=60&&number<100)
{
number=(number-59)%6;
}
else if(number>=100)
{
number=(number-99)%20;
}
if(number>=0 && number <=9)    fprintf(fpWrite,"tea00%d\n", number);
else if(number>9)  fprintf(fpWrite,"tea0%d\n", number);
}
}

实现代码可参见

2、权重的计算

绩点权重

基点权重的计算：分为4个阶级用以下图表示



上图为各个阶级段的绩点所占权重，该值为多次实验反复修改后得到的值，

​ 设分权重为Q1，则

$$

Q1=绩点*上述对应的绩点权重

$$

对应代码

int jdqz(double jidian)//计算绩点权重
{
int qz;
if(jidian<2 && jidian>=1) qz=100;
else if(jidian<3 && jidian>=2) qz=120;
else if(jidian<4 && jidian>=3) qz=130;
else if(jidian<=5 && jidian>=4) qz=140;
return (int)qz*jidian;
};

教师权重

教师权重表示的是XX学生的XX老师的喜爱程度

每一个志愿的老师对应权重



如果选择多个志愿选择同样的老师，那就以第一个志愿的权重为基准，加上后续选择的同样老师的志愿权重/5，此番设计也是通过多次实验，反复修改得到

​ 设分权重（学生对XX老师）为Q2

$$

Q2=第一个出现该老师的权重+后续出现老师的权重/5

$$

总权重

设总权重为Q（stuxx,teaxx），以及上述的绩点权重Q1，教师权重Q2，可以得到某某学生对某某老师的总权重：

$$

Q（stuxx,teaxx)=Q1*Q2

$$

后续将会以这个权重Q会平衡点以及老师所需要的学生人数为基准去实现分配

3、学生分配

第一次算法模拟：

流程图如下



总结上述算法在实验中遇到的问题：

第二次算法模拟

在请教了同学之后，得到了一个偶然的算法，最小费用最大流（MCMF）算法！！！

下面介绍该算法

算法介绍：


类比一下我们的题目：


如图所示：



代码如下：

struct MCMF//最小费用最大流
{
int n,m,s,t;
vector<Edge> edges;
vector<int> G
;
int inq
,d
,p
,a
;

void init(int n)//初始化
{
this->n=n;
for(int i=0; i<n; i++) G[i].clear();
edges.clear();
}

void addedge(int from,int to,int cap,int cost)//连边
{
edges.push_back(Edge(from,to,cap,0,cost));
edges.push_back(Edge(to,from,0,0,-cost));
int m=edges.size();
G[from].push_back(m-2);
G[to].push_back(m-1);
}

bool SPFA(int s,int t,int &flow,int &cost)//求最短增广路
{
for(int i=0;i<n;i++) d[i]=INF;
memset(inq,0,sizeof(inq));
d[s]=0;inq[s]=1;p[s]=0;a[s]=INF;
queue<int> Q;
Q.push(s);
while(!Q.empty())
{
int u=Q.front();
Q.pop();  inq[u]--;
for(int i=0;i<G[u].size();i++)
{
Edge& e=edges[G[u][i]];
if(e.cap>e.flow && d[e.to]>d[u]+e.cost)
{
d[e.to]=d[u]+e.cost;
p[e.to]=G[u][i];
a[e.to]=min(a[u],e.cap-e.flow);
if(!inq[e.to])
{
inq[e.to]++;
Q.push(e.to);
}
}
}
}
if(d[t]==INF) return false;
flow+=a[t];
cost+=d[t]*a[t];
int u=t;
while(u!=s){
edges[p[u]].flow+=a[t];
edges[p[u]^1].flow-=a[t];
u=edges[p[u]].from;
}
return true;
}

int run(int s,int t)//运行
{
int flow=0,cost=0;
while(SPFA(s,t,flow,cost));
return cost;
}

void PrintPlan(int l,int r)//输出方案
{
int Plan
;
memset(Plan,0,sizeof(Plan));
for(int i=0; i<edges.size(); ++i)
if(edges[i].cap==edges[i].flow&&edges[i].cap&&edges[i].from>=l&&edges[i].from<=r)
Plan[edges[i].from]=edges[i].to-r;
for(int i=l; i<=r; ++i)
if(Plan[i])
printf("学生学号 %s 所分配教师工号 %s\n",Sname[i],Tname[Plan[i]]);
for(int i=l; i<=r; ++i)
if(!Plan[i])
printf("学生学号 %s 未分配老师\n",Sname[i]);
}
};

四、结对感受

031402418汪培侨

：

031402618林宇晨

闪光点：

1、能够根据实际的情况去模拟数据的生成
2、大砍一刀换算法的勇气

建议分享：

讲道理，上面大砍一刀的情况其实我们并不想看到，所以我觉得在做这个之前，还是去浏览一些相关的论文，以便于增多自己的可选择的方法，让自己的肚子更有墨水。

五、Coding.net上的代码

详情请戳这里，请看里面的README

https://coding.net/u/peiqiaoWang/p/work_num2/git