Как получить последовательные пары уроков (в зависимости от их временного интервала) в Timefold?

На основе проекта GitHub, предоставленного Timefold (https://github.com/TimefoldAI/timefold-quickstarts/tree/stable/technology/java-spring-boot), я хочу реализовать ограничение для следующего сценария, который может произойти. в университете:

Допустим, для определенного дня (понедельника) у нас есть 7 временных интервалов (8:00–10:00, 10:00–12:00, ..., 20:00–22:00) и 4 разных урока, которые можно назначить в этот день. Мы хотим гарантировать, что в расписании на конкретный день не будет никаких пробелов (например, более 2 часов).

Моя текущая попытка заключается в следующем:

Constraint tooMuchGap(ConstraintFactory constraintFactory){
        // 4 hours gaps between lessons for students in the same day
        //todo solve this problem-> we receive pairs that are not consecutives
        return constraintFactory
                //select each 2 pair of different lessons
                .forEach(Lesson.class)
                .join(Lesson.class,
                        //with the same student group
                        Joiners.equal(Lesson::getStudentGroup),
                        //in the same day
                        Joiners.equal((lesson) -> lesson.getTimeslot().getDayOfWeek()),
                        Joiners.lessThan((lesson -> lesson.getTimeslot().getId())))
                .filter((lesson1, lesson2) -> {
                    
                    Duration between = Duration.between(lesson1.getTimeslot().getEndTime(),
                            lesson2.getTimeslot().getStartTime());
                    return !between.isNegative() && between.compareTo(Duration.ofHours(3)) > 0;
                })
                .penalize(HardSoftScore.ONE_SOFT)
                //.justifyWith()
                .asConstraint("Too much gap between the courses");
    }

Для этого тестового примера:

@Test
    void tooMuchGap(){
        StudentGroup studentGroup = new StudentGroup(1L,"Group1");
        Lesson firstTuesdayLesson = new Lesson(1, "subject1", new Teacher(1L, "Teacher2"), studentGroup, TIMESLOT2, ROOM1);
        Lesson secondTuesdayLesson = new Lesson(2, "subject2", new Teacher(2L, "Teacher1"), studentGroup, TIMESLOT3, ROOM1);
        Lesson thirdTuesdayLesson = new Lesson(3, "subject3", new Teacher(3L, "Teacher3"), studentGroup, TIMESLOT6, ROOM1);
        Lesson fourthTuesdayLesson = new Lesson(4, "subject4", new Teacher(4L, "Teacher3"), studentGroup, TIMESLOT7, ROOM1);
        constraintVerifier.verifyThat(TimetableConstraintProvider::tooMuchGap)
                .given(firstTuesdayLesson, secondTuesdayLesson, thirdTuesdayLesson, fourthTuesdayLesson)
                .penalizesBy(1);
    }

Я получаю следующий вывод:

2024-03-13 22:45:12.697  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson1's timeslot: Timeslot(id=2, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=12:00, endTime=14:00)
2024-03-13 22:45:12.707  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson2's timeslot: Timeslot(id=3, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=14:30, endTime=16:30)
2024-03-13 22:45:12.707  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - ----------------------------------
2024-03-13 22:45:12.707  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson1's timeslot: Timeslot(id=2, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=12:00, endTime=14:00)
2024-03-13 22:45:12.707  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson2's timeslot: Timeslot(id=6, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=19:00, endTime=21:00)
2024-03-13 22:45:12.707  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - ----------------------------------
2024-03-13 22:45:12.709  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson1's timeslot: Timeslot(id=3, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=14:30, endTime=16:30)
2024-03-13 22:45:12.709  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson2's timeslot: Timeslot(id=6, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=19:00, endTime=21:00)
2024-03-13 22:45:12.709  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - ----------------------------------
2024-03-13 22:45:12.709  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson1's timeslot: Timeslot(id=2, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=12:00, endTime=14:00)
2024-03-13 22:45:12.709  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson2's timeslot: Timeslot(id=7, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=21:00, endTime=23:00)
2024-03-13 22:45:12.709  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - ----------------------------------
2024-03-13 22:45:12.710  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson1's timeslot: Timeslot(id=3, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=14:30, endTime=16:30)
2024-03-13 22:45:12.710  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson2's timeslot: Timeslot(id=7, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=21:00, endTime=23:00)
2024-03-13 22:45:12.710  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - ----------------------------------
2024-03-13 22:45:12.710  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson1's timeslot: Timeslot(id=6, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=19:00, endTime=21:00)
2024-03-13 22:45:12.710  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - The lesson2's timeslot: Timeslot(id=7, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=21:00, endTime=23:00)
2024-03-13 22:45:12.710  INFO [main           ] - c.t.t.s.TimetableConstraintProvider - ----------------------------------

java.lang.AssertionError: Broken expectation.
        Constraint: com.timetablealgo.testingtimetablealgo.solver/Too much gap between the courses
  Expected penalty: 1 (class java.lang.Integer)
    Actual penalty: 3 (class java.lang.Integer)

  Explanation of score (0hard/-3soft):
    Constraint matches:
        -3soft: constraint (Too much gap between the courses) has 3 matches:
            -1soft: justified with ([Lesson(id=2, subject=subject2, teacher=Teacher(id=2, name=Teacher2, preferredTimeslot=null), studentGroup=StudentGroup(id=1, year=null, name=Group1, group=null, semiGroup=null, numberOfStudents=30), type=null, year=null, timeslot=Timeslot(id=2, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=12:00, endTime=14:00), room=Room(id=1, name=Room1, capacity=0, type=null, building=null, dotari=null)), Lesson(id=5, subject=subject3, teacher=Teacher(id=3, name=Teacher3, preferredTimeslot=null), studentGroup=StudentGroup(id=1, year=null, name=Group1, group=null, semiGroup=null, numberOfStudents=30), type=null, year=null, timeslot=Timeslot(id=6, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=19:00, endTime=21:00), room=Room(id=1, name=Room1, capacity=0, type=null, building=null, dotari=null))])
            -1soft: justified with ([Lesson(id=2, subject=subject2, teacher=Teacher(id=2, name=Teacher2, preferredTimeslot=null), studentGroup=StudentGroup(id=1, year=null, name=Group1, group=null, semiGroup=null, numberOfStudents=30), type=null, year=null, timeslot=Timeslot(id=2, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=12:00, endTime=14:00), room=Room(id=1, name=Room1, capacity=0, type=null, building=null, dotari=null)), Lesson(id=6, subject=subject4, teacher=Teacher(id=3, name=Teacher3, preferredTimeslot=null), studentGroup=StudentGroup(id=1, year=null, name=Group1, group=null, semiGroup=null, numberOfStudents=30), type=null, year=null, timeslot=Timeslot(id=7, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=21:00, endTime=23:00), room=Room(id=1, name=Room1, capacity=0, type=null, building=null, dotari=null))])
            ...
    Indictments:
        -2soft: indicted with (Lesson(id=2, subject=subject2, teacher=Teacher(id=2, name=Teacher2, preferredTimeslot=null), studentGroup=StudentGroup(id=1, year=null, name=Group1, group=null, semiGroup=null, numberOfStudents=30), type=null, year=null, timeslot=Timeslot(id=2, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=12:00, endTime=14:00), room=Room(id=1, name=Room1, capacity=0, type=null, building=null, dotari=null))) has 2 matches:
            -1soft: constraint (Too much gap between the courses)
            -1soft: constraint (Too much gap between the courses)
        -2soft: indicted with (Lesson(id=6, subject=subject4, teacher=Teacher(id=3, name=Teacher3, preferredTimeslot=null), studentGroup=StudentGroup(id=1, year=null, name=Group1, group=null, semiGroup=null, numberOfStudents=30), type=null, year=null, timeslot=Timeslot(id=7, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=21:00, endTime=23:00), room=Room(id=1, name=Room1, capacity=0, type=null, building=null, dotari=null))) has 2 matches:
            -1soft: constraint (Too much gap between the courses)
            -1soft: constraint (Too much gap between the courses)
        -1soft: indicted with (Lesson(id=5, subject=subject3, teacher=Teacher(id=3, name=Teacher3, preferredTimeslot=null), studentGroup=StudentGroup(id=1, year=null, name=Group1, group=null, semiGroup=null, numberOfStudents=30), type=null, year=null, timeslot=Timeslot(id=6, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=19:00, endTime=21:00), room=Room(id=1, name=Room1, capacity=0, type=null, building=null, dotari=null))) has 1 matches:
            -1soft: constraint (Too much gap between the courses)
        -1soft: indicted with (Lesson(id=3, subject=subject1, teacher=Teacher(id=1, name=Teacher1, preferredTimeslot=null), studentGroup=StudentGroup(id=1, year=null, name=Group1, group=null, semiGroup=null, numberOfStudents=30), type=null, year=null, timeslot=Timeslot(id=3, dayOfWeek=TUESDAY, startTime=14:30, endTime=16:30), room=Room(id=1, name=Room1, capacity=0, type=null, building=null, dotari=null))) has 1 matches:
            -1soft: constraint (Too much gap between the courses)

Мой вопрос: как получить последовательные пары (в зависимости от их временных интервалов) для оценки? В этом случае я хочу получить только следующие пары: (Timeslot2 и Timeslot3), (Timeslot3 и Timeslot6), (Timeslot6 и Timeslot7).

java spring-boot constraints optaplanner timefold

13.03.2024 21:53

Пользовательский скаляр GraphQL

Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...

Как вычислять биты и понимать побитовые операторы в Java - объяснение с примерами

В компьютерном программировании биты играют важнейшую роль в представлении и манипулировании данными на двоичном уровне. Побитовые операции...

Поднятие тревоги для долго выполняющихся методов в Spring Boot

Приходилось ли вам сталкиваться с требованиями, в которых вас могли попросить поднять тревогу или выдать ошибку, когда метод Java занимает больше...

Принятие принципов SOLID в Spring Boot: Создание обслуживаемых и масштабируемых приложений

Коллекции (ArrayList , HashSet , HashMap)

Полный курс Java для разработчиков веб-сайтов и приложений

Получите сертификат Java Web и Application Developer, используя наш курс.

Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий

Поскольку определение consecutive — это «два временных интервала, назначенных одной и той же студенческой группе в один и тот же день без другого временного интервала между ними», я бы использовал ifNotExists:

Constraint tooMuchGap(ConstraintFactory constraintFactory){
        // 4 hours gaps between lessons for students in the same day
        return constraintFactory
                //select each 2 pair of different lessons
                .forEach(Lesson.class)
                .join(Lesson.class,
                        //with the same student group
                        Joiners.equal(Lesson::getStudentGroup),
                        //in the same day
                        Joiners.equal((lesson) -> lesson.getTimeslot().getDayOfWeek()),
                        // First starts before second
                        Joiners.lessThan((lesson) -> lesson.getTimeslot().getStartTime())
                )
                .ifNotExists(Lesson.class,
                        //with the same student group
                        Joiners.equal((a,b) -> a.getStudentGroup(), Lesson::getStudentGroup),
                        //in the same day
                        Joiners.equal((a,b) -> a.getTimeslot().getDayOfWeek(), (lesson) -> lesson.getTimeslot().getDayOfWeek()),
                        //is between the two timeslots
                        Joiners.lessThan((a,b) -> a.getTimeslot().getStartTime(), (lesson) -> lesson.getTimeslot().getStartTime()),
                        Joiners.greaterThan((a,b) -> b.getTimeslot().getStartTime(), (lesson) -> lesson.getTimeslot().getStartTime())
                )
                .filter((lesson1, lesson2) -> {
                    
                    Duration between = Duration.between(lesson1.getTimeslot().getEndTime(),
                            lesson2.getTimeslot().getStartTime());
                    return !between.isNegative() && between.compareTo(Duration.ofHours(3)) > 0;
                })
                .penalize(HardSoftScore.ONE_SOFT)
                //.justifyWith()
                .asConstraint("Too much gap between the courses");
    }

Спасибо за ваш ответ! Не могли бы вы объяснить, как в этом случае работает ifNotExists(), чтобы я мог лучше понять?

— 14.03.2024 09:14

Информацию об ifNotExists можно найти в документации Timefold: timefold.ai/docs/timefold-solver/latest/constraints-and-scor‌e/…; В данном случае наш исходный поток — это пары уроков (a, b), где a начинается перед b, и мы проверяем, не существует ли c, начинающегося между ними (a < c < b). Если такого c нет, то a и b идут подряд (с началом перед b) (кроме того, все эти уроки проводятся в одной и той же группе учеников и проводятся в один и тот же день).

— 14.03.2024 15:41

14.03.2024 03:27