大家好，今天我要跟大家分享的是怎么用Python写一个排课表的软件，而且还能把结果导出成PDF文件。这个项目特别适合北京的一些学校或者培训机构，因为他们经常需要处理大量的课程安排，手动排课太费时间了。
首先，我得说一下什么是“排课表软件”。简单来说，它就是一个能帮你自动安排课程、老师、教室等信息的工具。比如，你有10个班级，每个班级每天有5节课，还有几十位老师，几十间教室，这要是手动排的话，那真是累死人。所以，用软件来自动化处理就显得特别重要。
而我们今天要做的，就是用Python来实现这样一个排课表软件，并且最终的结果是生成一个PDF文档。这样不仅方便查看，还可以打印出来发给老师或者学生。
为什么选择Python？
Python是一个非常强大的编程语言，特别是对于数据处理和自动化任务来说，简直是神器。而且Python有很多现成的库，可以帮我们快速完成一些复杂的功能。
比如说，我们要生成PDF，可以用ReportLab这个库；要处理数据，可以用Pandas；还要做GUI界面的话，可以用Tkinter或者PyQt。不过今天我们先不搞太复杂的GUI，先从命令行开始，做一个简单的控制台程序。
项目结构规划
我们先来规划一下这个项目的结构。整个程序大概分为几个部分：
输入数据（比如课程列表、教师信息、教室信息）
排课逻辑（根据规则进行排课）
输出为PDF
接下来，我会一步步带大家写出这些代码。
第一步：准备数据
首先，我们需要一些数据。比如，课程名称、上课时间、授课老师、教室等信息。为了方便，我们可以把这些数据放在一个CSV文件里，然后用Pandas来读取。
这里我假设有一个名为`courses.csv`的文件，内容如下：
course_name,teacher,classroom,time
Math,Mr. Zhang,Room 101,Monday 9:00
English,Ms. Li,Room 102,Tuesday 10:00
Science,Mr. Wang,Room 103,Wednesday 8:30
History,Ms. Chen,Room 104,Thursday 14:00
Art,Mr. Liu,Room 105,Friday 10:00
接下来，我们用Python读取这个CSV文件：
import pandas as pd
df = pd.read_csv('courses.csv')
print(df)
这样我们就得到了一个DataFrame对象，里面包含了所有课程的信息。
第二步：排课逻辑
现在问题来了，怎么把这些课程安排到不同的时间和教室里呢？这就是排课的核心逻辑。
这里我们做一个最简单的版本：按顺序将每门课程分配到不同的时间段和教室。当然，实际中可能要考虑很多因素，比如老师不能同时上两门课，教室不能同时被两个班级占用等等。
为了简化，我们假设每个老师一天只能上一门课，每个教室也只允许一个班级使用。
接下来，我写一段代码，模拟排课过程：
from datetime import datetime, timedelta
import pandas as pd
# 读取数据
df = pd.read_csv('courses.csv')
# 模拟排课逻辑
schedule = []
for index, row in df.iterrows():
course_name = row['course_name']
teacher = row['teacher']
classroom = row['classroom']
time_str = row['time']
# 将时间字符串转换为datetime对象
time = datetime.strptime(time_str, "%A %H:%M")
# 假设课程持续时间为1小时
end_time = time + timedelta(hours=1)
# 添加到排课表中
schedule.append({
'course': course_name,
'teacher': teacher,
'classroom': classroom,
'start_time': time,
'end_time': end_time
})
# 打印排课表
for item in schedule:
print(f"课程: {item['course']}, 教师: {item['teacher']}, 教室: {item['classroom']}, 时间: {item['start_time'].strftime('%A %H:%M')} - {item['end_time'].strftime('%H:%M')}")
这段代码会按照时间顺序，把每门课程安排进去。当然，这只是最基础的排课方式，没有考虑冲突，但已经可以展示基本功能了。
第三步：生成PDF
现在我们有了排课表的数据，下一步就是把它导出为PDF。这里我们用ReportLab库来实现。
首先安装ReportLab：
pip install reportlab
然后编写代码生成PDF：
from reportlab.lib.pagesizes import letter
from reportlab.platypus import SimpleDocTemplate, Paragraph, Spacer, Table, TableStyle
from reportlab.lib.styles import getSampleStyleSheet
from reportlab.lib import colors
def generate_pdf(schedule, filename):
doc = SimpleDocTemplate(filename, pagesize=letter)
styles = getSampleStyleSheet()
title = Paragraph("课程安排表", styles['Title'])
data = [['课程', '教师', '教室', '开始时间', '结束时间']]
for item in schedule:
row = [
item['course'],
item['teacher'],
item['classroom'],
item['start_time'].strftime("%A %H:%M"),
item['end_time'].strftime("%H:%M")
]
data.append(row)
table = Table(data)
table.setStyle(TableStyle([
('BACKGROUND', (0, 0), (-1, 0), colors.lightblue),
('TEXTCOLOR', (0, 0), (-1, 0), colors.whitesmoke),
('ALIGN', (0, 0), (-1, -1), 'CENTER'),
('FONTNAME', (0, 0), (-1, 0), 'Helvetica-Bold'),
('FONTSIZE', (0, 0), (-1, 0), 14),
('BOTTOMPADDING', (0, 0), (-1, 0), 12),
('BACKGROUND', (0, 1), (-1, -1), colors.beige),
('GRID', (0, 0), (-1, -1), 1, colors.black)
]))
elements = []
elements.append(title)
elements.append(Spacer(1, 12))
elements.append(table)
doc.build(elements)
# 调用函数生成PDF
generate_pdf(schedule, "schedule.pdf")
运行这段代码后，就会在当前目录下生成一个名为`schedule.pdf`的文件，里面包含了一个表格形式的课程安排。
结合北京地区的应用场景
那么，为什么说这个排课表软件适合北京地区呢？因为北京有很多学校，尤其是民办教育机构，它们的课程安排比较复杂，而且对效率要求很高。
比如，有些培训机构可能同时有多个班级，每个班级的课程不同，老师也需要合理分配。如果用人工排课，容易出错，还浪费时间。而用我们的软件，只需要输入课程信息，就能自动生成PDF排课表，节省大量时间。
另外，北京的学校通常会有严格的课程时间表，比如早上8点到下午5点，中间穿插各种课程和休息时间。我们的程序可以支持这些时间格式，甚至可以根据学校的具体需求进行定制。
扩展与优化方向
虽然我们现在只是做了一个简单的排课系统，但其实还有很多可以扩展的地方。比如：
加入冲突检测，防止同一老师在同一时间上两门课
支持多日排课，不只是单天
添加图形化界面，让操作更直观
支持从Excel或数据库导入数据
如果你感兴趣，可以继续研究这些功能。而且，现在很多学校已经在使用类似的排课系统，只不过都是商业软件，成本高。而我们自己写一个，既省钱又灵活。
总结
总的来说，用Python开发一个排课表软件并导出为PDF，是一个很实用的项目。它不仅提高了工作效率，还能减少人为错误，特别是在北京这样的大城市，学校和培训机构数量多，课程安排复杂，这样的工具就显得尤为重要。
希望这篇文章能帮助你了解如何用Python来做这件事，如果你有兴趣，不妨动手试试看。说不定哪天你就能开发出一个真正有用的排课系统，帮助更多人解决课程安排的问题。
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