基于Pandas的学生就近分配至限额学校问题求助

问题根源 #

原代码中错误添加了学校过滤条件：~df_distance_sorted['id_ecole'].isin(df_eleves['id_ecole'])，该条件会把已有学生分配的学校全部排除，但实际逻辑是只要学校还有剩余名额，就可以继续接收学生。这个错误导致后续学生无法找到可分配的学校，仅完成了前5名学生的分配。

修正后的代码 #

import pandas as pd

df_eleves = pd.DataFrame({
    'id_eleve' : [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
})

df_ecoles = pd.DataFrame({
    'id_ecole' : [1,2,3,4,5],
    'places' : [2,4,3,1,2]
})
# 新增已招生人数字段，满足需求要求
df_ecoles['inscrits'] = 0

df_distance = pd.DataFrame({
    'id_eleve' : [
    1,1,1,1,1,2,2,2,2,2,3,3,3,3,3,4,4,4,4,4,
    5,5,5,5,5,6,6,6,6,6,7,7,7,7,7,8,8,8,8,8,9,9,9,9,9
    ],
    'id_ecole' : [
    1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,
    1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5
    ],
    'distance' : [
    20,30,15,9,8,55,100,73,42,4,15,88,32,3,25,
    75,69,78,20,10,56,21,74,56,12,19,5,35,45,82,
    13,75,63,14,9,1,14,98,20,6,48,65,32,147,65
    ]
})

# 按学生ID和距离升序排序，确保每个学生的学校列表是从近到远排列
df_distance_sorted = df_distance.sort_values(['id_eleve', 'distance'])

# 初始化学生表的分配字段
df_eleves['id_ecole'] = None
df_eleves['distance'] = None

# 遍历每个学生进行分配
for index, row in df_eleves.iterrows():
    id_eleve = row['id_eleve']
    # 仅筛选当前学生的距离数据，移除错误的学校过滤条件
    df_student_distances = df_distance_sorted[df_distance_sorted['id_eleve'] == id_eleve]
    
    # 按距离从近到远尝试分配学校
    for _, school_row in df_student_distances.iterrows():
        id_ecole = school_row['id_ecole']
        # 检查学校剩余名额
        if df_ecoles.loc[df_ecoles['id_ecole'] == id_ecole, 'places'].iloc[0] > 0:
            # 更新学生表的分配信息
            df_eleves.at[index, 'id_ecole'] = id_ecole
            df_eleves.at[index, 'distance'] = school_row['distance']
            # 更新学校表的剩余名额和已招生人数
            df_ecoles.loc[df_ecoles['id_ecole'] == id_ecole, 'places'] -= 1
            df_ecoles.loc[df_ecoles['id_ecole'] == id_ecole, 'inscrits'] += 1
            break

# 输出最终结果
print("学生分配结果：")
print(df_eleves)
print("\n学校招生状态：")
print(df_ecoles)

修正说明 #

1. 移除了错误的学校过滤逻辑，确保只要学校还有剩余名额，就可以被后续学生选择
2. 新增了学校表的inscrits字段，满足需求中记录已招生人数的要求
3. 优化了变量命名，提升代码可读性

运行结果 #

学生分配结果： #

id_eleve  id_ecole  distance
0         1         5         8
1         2         5         4
2         3         4         3
3         4         5        10
4         5         2        21
5         6         2         5
6         7         5         9
7         8         1         1
8         9         1        48

学校招生状态： #

id_ecole  places  inscrits
0         1       0         2
1         2       2         2
2         3       3         0
3         4       0         1
4         5       0         4

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Onyx