Python進階：丟失的一筆訂單

• 2019 年 12 月 26 日
• 筆記

2018年某天曾接到一個需求，要求給10個監考老師監考的10個科目來分配考場，要求每個老師的監考考場不能重複。見下圖，不知道你感覺怎麼樣，我當時搞了幾天沒有找出隨機生成的方法，丟失了一筆訂單。

既然咱們已經學習了python，不妨用python試試。

需求分析：

1、生成一個10*1的數組；使用numpy.arange

2、隨機排序；使用random.shuffle

3、如果一個10*1的數組到這裡就完事了，可是題目要求的是10*10，沒有現成的函數可以生成10*10，且行和列各不相等的矩陣。

4、考慮使用遞歸，下一次賦值時將已存在值去除（使用set集合）

5、每次賦值時要求隨機取一個元素，使用random.sample

import numpy as npimport random  # 生成一個10*1 數組arr = np.arange(1, 11, 1)# 將該數組隨機排序np.random.shuffle(arr)# 生成一個全部0值的10*10矩陣m = np.zeros((10, 10), int)# 將數組賦值給矩陣的第一行m[0, :] = arr

def calc(i, j):    # 設置變量t，存儲未出現過的數字，初始值為1~10的集合,第一次要填充    # m[1][0]位置，去除首行首列值就可以了，也就是此時i = 1, j = 0     t = set(np.arange(1, 11)) - set(m[0:1, 0])

# 從集合t中隨機取一個元素賦值給m[1][0]x = random.sample(t, 1)

# 剛才賦值時用到的元素需要在集合t中剔除，否則會重複出現t.remove(int(x[0]))# 至此，第一次賦值就結束了，考慮繼續賦值m[1][1],將列編號變量j+1,步驟相同# 數字1~10的集合，去除首行1列的值也就是去除m[0][1]t = set(np.arange(1, 11)) - set(m[0:1, 1])  # i=1,j=1# 同時，還需要去除1行0列的值，也就是m[1][0]t = t - set(m[1, 0:1]) # i=1,j=1

# 從集合t中隨機取一個元素賦值給m[1][1]x = random.sample(t, 1)

# 同理，此時需要將剛才賦值時用到的元素在集合t中剔除t.remove(int(x[0]))# 至此，第二次賦值就結束了，考慮繼續賦值m[1][2],將列編號變量j+1,步驟相同# 第二行賦值完了，賦值第三行。。。# 直到賦值到第9行第9列，否則一直循環運行。......

分析兩次賦值的規律，抽象出calc函數如下：

def calc(i, j):    t = set(np.arange(1, 11)) - set(m[0:i, j])  # t是未出現數字的集合：數字1~10，去除首行至i-1 行，j列的已出現值    t = t - set(m[i, 0:j])  # 去除i行，j-1列的已出現值，經過行列去重，t是未出現數字的集合    while True:        if len(t) == 0:            return False        x = random.sample(t, 1)  # 集合t中隨機截取一個長度為1的切片        m[i][j] = x[0]  # 將切片的元素值賦值給i行j列        t.remove(int(x[0]))  # 集合t去除剛才的賦值        if j < 9:            if calc(i, j + 1):                return True        elif i < 9:            if calc(i + 1, 0):                return True        else:            return True

我們來看看某次代碼運行結果吧。（每運行一次結果不同）

小夥伴們可以試試，你是否可以得出10*10的矩陣，要求是行和列都不能相同。