jan/elterndienstplaner
1
0
Fork 0
Code Issues 2 Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity

redundante daten der dienstfaktoren entfernt

Browse Source
This commit is contained in:
Jan Hoheisel 2025-12-25 19:45:36 +01:00
parent 367e3cd316
commit 909e8ff9a0
2 changed files with 42 additions and 64 deletions
Show Stats Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

37
csv_io.py
View File

@ -5,7 +5,7 @@ Trennt CSV-Parsing und -Schreiben von der Business-Logik
""" """
import csv import csv
from datetime import datetime, date from datetime import datetime, date, timedelta
from typing import Dict, List, Tuple, DefaultDict from typing import Dict, List, Tuple, DefaultDict
from collections import defaultdict from collections import defaultdict
@ -97,24 +97,20 @@ class EingabeParser:
return eltern, tage, benoetigte_dienste, verfügbarkeit, präferenzen return eltern, tage, benoetigte_dienste, verfügbarkeit, präferenzen
@staticmethod @staticmethod
def parse_eltern_csv(datei: str, tage: List[date]) -> Tuple[ def parse_eltern_csv(datei: str) -> Dict[str, DefaultDict[date, float]]:
Dict[str, Dict[date, float]], # dienstfaktoren
Dict[str, List[Tuple[date, date, float]]] # alle_zeitraeume
]:
""" """
Lädt die eltern.csv mit Dienstfaktoren Lädt die eltern.csv mit Dienstfaktoren
Args: Args:
datei: Pfad zur eltern.csv datei: Pfad zur eltern.csv
tage: Liste der Planungstage
Returns: Returns:
Tuple mit (dienstfaktoren, alle_zeitraeume) Dictionary mit Dienstfaktoren für alle Tage in den definierten Zeiträumen
(DefaultDict gibt 0 für Tage außerhalb der Zeiträume zurück)
""" """
print(f"Lade Elterndaten aus {datei}...") print(f"Lade Elterndaten aus {datei}...")
dienstfaktoren = {} dienstfaktoren = {}
alle_zeitraeume = {}
with open(datei, 'r', encoding='utf-8') as f: with open(datei, 'r', encoding='utf-8') as f:
reader = csv.reader(f) reader = csv.reader(f)
@ -126,9 +122,8 @@ class EingabeParser:
eltern_name = row[0].strip() eltern_name = row[0].strip()
# Initialisiere Datenstrukturen # Initialisiere mit DefaultDict (Standard: 0)
dienstfaktoren[eltern_name] = {} dienstfaktoren[eltern_name] = defaultdict(float)
alle_zeitraeume[eltern_name] = []
# Alle Zeiträume einlesen (jeweils 3 Spalten: Beginn, Ende, Faktor) # Alle Zeiträume einlesen (jeweils 3 Spalten: Beginn, Ende, Faktor)
for i in range(1, len(row), 3): for i in range(1, len(row), 3):
@ -138,26 +133,18 @@ class EingabeParser:
ende = datetime.strptime(row[i + 1].strip(), '%Y-%m-%d').date() ende = datetime.strptime(row[i + 1].strip(), '%Y-%m-%d').date()
faktor = float(row[i + 2].strip()) if row[i + 2].strip() else 0 faktor = float(row[i + 2].strip()) if row[i + 2].strip() else 0
# Zeitraum speichern # Faktor für alle Tage im Zeitraum setzen/überschreiben
alle_zeitraeume[eltern_name].append((beginn, ende, faktor)) aktueller_tag = beginn
while aktueller_tag <= ende:
# Faktor für Tage im aktuellen Planungsmonat setzen dienstfaktoren[eltern_name][aktueller_tag] = faktor
for tag in tage: aktueller_tag += timedelta(days=1)
if beginn <= tag <= ende:
dienstfaktoren[eltern_name][tag] = faktor
except (ValueError, IndexError): except (ValueError, IndexError):
continue continue
# Tage ohne expliziten Faktor auf 0 setzen
for tag in tage:
if tag not in dienstfaktoren[eltern_name]:
dienstfaktoren[eltern_name][tag] = 0
print(f"Dienstfaktoren geladen für {len(dienstfaktoren)} Eltern") print(f"Dienstfaktoren geladen für {len(dienstfaktoren)} Eltern")
print(f"Zeiträume gespeichert für globale Fairness-Berechnung")
return dienstfaktoren, alle_zeitraeume return dienstfaktoren
@staticmethod @staticmethod
def parse_vorherige_ausgaben_csv( def parse_vorherige_ausgaben_csv(

69
elterndienstplaner.py
View File

@ -46,7 +46,7 @@ class Elterndienstplaner:
] ]
# Datenstrukturen # Datenstrukturen
self.tage: List[date] = [] self.planungszeitraum: List[date] = []
self.eltern: List[str] = [] self.eltern: List[str] = []
self.benoetigte_dienste: Dict[date, List[Dienst]] = {} self.benoetigte_dienste: Dict[date, List[Dienst]] = {}
self.verfügbarkeit: Dict[Tuple[str, date], bool] = {} self.verfügbarkeit: Dict[Tuple[str, date], bool] = {}
@ -56,7 +56,6 @@ class Elterndienstplaner:
# Wenn es eltern nicht gibt -> keyerror # Wenn es eltern nicht gibt -> keyerror
# Wenn es tag nicht gibt -> default 0.0 # Wenn es tag nicht gibt -> default 0.0
self.dienstfaktoren: Dict[str, DefaultDict[date, float]] = {} self.dienstfaktoren: Dict[str, DefaultDict[date, float]] = {}
self.alle_zeitraeume: Dict[str, List[Tuple[date, date, float]]] = {}
self.historische_dienste: List[Tuple[date, str, Dienst]] = [] self.historische_dienste: List[Tuple[date, str, Dienst]] = []
def get_dienst(self, kuerzel: str) -> Optional[Dienst]: def get_dienst(self, kuerzel: str) -> Optional[Dienst]:
@ -80,13 +79,12 @@ class Elterndienstplaner:
def lade_eingabe_csv(self, datei: str) -> None: def lade_eingabe_csv(self, datei: str) -> None:
"""Lädt die eingabe.csv mit Terminen und Präferenzen""" """Lädt die eingabe.csv mit Terminen und Präferenzen"""
self.eltern, self.tage, self.benoetigte_dienste, self.verfügbarkeit, self.präferenzen = \ self.eltern, self.planungszeitraum, self.benoetigte_dienste, self.verfügbarkeit, self.präferenzen = \
EingabeParser.parse_eingabe_csv(datei, self.get_dienst) EingabeParser.parse_eingabe_csv(datei, self.get_dienst)
def lade_eltern_csv(self, datei: str) -> None: def lade_eltern_csv(self, datei: str) -> None:
"""Lädt die eltern.csv mit Dienstfaktoren""" """Lädt die eltern.csv mit Dienstfaktoren"""
self.dienstfaktoren, self.alle_zeitraeume = \ self.dienstfaktoren = EingabeParser.parse_eltern_csv(datei)
EingabeParser.parse_eltern_csv(datei, self.tage)
def lade_vorherige_ausgaben_csv(self, datei: str) -> None: def lade_vorherige_ausgaben_csv(self, datei: str) -> None:
"""Lädt vorherige-ausgaben.csv für Fairness-Constraints""" """Lädt vorherige-ausgaben.csv für Fairness-Constraints"""
@ -95,13 +93,9 @@ class Elterndienstplaner:
def berechne_dienstfaktor_an_datum(self, eltern: str, datum: date) -> float: def berechne_dienstfaktor_an_datum(self, eltern: str, datum: date) -> float:
"""Berechnet den Dienstfaktor eines Elternteils an einem bestimmten Datum""" """Berechnet den Dienstfaktor eines Elternteils an einem bestimmten Datum"""
if eltern not in self.alle_zeitraeume: if eltern not in self.dienstfaktoren:
return 0 return 0
return self.dienstfaktoren[eltern][datum] # DefaultDict gibt 0 zurück für unbekannte Tage
for beginn, ende, faktor in self.alle_zeitraeume[eltern]:
if beginn <= datum <= ende:
return faktor
return 0
def berechne_faire_zielverteilung_global(self) -> DefaultDict[str, DefaultDict[Dienst, float]]: def berechne_faire_zielverteilung_global(self) -> DefaultDict[str, DefaultDict[Dienst, float]]:
"""Berechnet die faire Zielanzahl von Diensten für den Planungszeitraum """Berechnet die faire Zielanzahl von Diensten für den Planungszeitraum
@ -137,35 +131,32 @@ class Elterndienstplaner:
dienste_pro_tag[datum].append(eltern) dienste_pro_tag[datum].append(eltern)
# Für jeden historischen Tag faire Umverteilung berechnen # Für jeden historischen Tag faire Umverteilung berechnen
for hist_datum, geleistete_eltern in dienste_pro_tag.items(): for tag, geleistete_eltern in dienste_pro_tag.items():
anzahl_dienste = len(geleistete_eltern) # Anzahl Dienste an diesem Tag anzahl_dienste = len(geleistete_eltern) # Anzahl Dienste an diesem Tag
# Dienstfaktoren aller Eltern für diesen historischen Tag berechnen # Dienstfaktoren aller Eltern für diesen historischen Tag berechnen
dienstfaktoren_tag = {}
gesamt_dienstfaktor_tag = 0 gesamt_dienstfaktor_tag = 0
for eltern in self.eltern: for eltern in self.eltern:
faktor = self.berechne_dienstfaktor_an_datum(eltern, hist_datum) gesamt_dienstfaktor_tag += self.dienstfaktoren[eltern][tag]
dienstfaktoren_tag[eltern] = faktor
gesamt_dienstfaktor_tag += faktor
# Faire Umverteilung der an diesem Tag geleisteten Dienste # Faire Umverteilung der an diesem Tag geleisteten Dienste
if gesamt_dienstfaktor_tag > 0: if gesamt_dienstfaktor_tag > 0:
for eltern in self.eltern: for eltern in self.eltern:
if dienstfaktoren_tag[eltern] > 0: if self.dienstfaktoren[eltern][tag] > 0:
anteil = dienstfaktoren_tag[eltern] / gesamt_dienstfaktor_tag anteil = self.dienstfaktoren[eltern][tag] / gesamt_dienstfaktor_tag
faire_zuteilung = anteil * anzahl_dienste faire_zuteilung = anteil * anzahl_dienste
ziel_dienste[eltern][dienst] += faire_zuteilung ziel_dienste[eltern][dienst] += faire_zuteilung
if faire_zuteilung > 0.01: # Debug nur für relevante Werte if faire_zuteilung > 0.01: # Debug nur für relevante Werte
print(f" {hist_datum}: {eltern} Faktor={dienstfaktoren_tag[eltern]} " print(f" {tag}: {eltern} Faktor={self.dienstfaktoren[eltern][tag]} "
f"-> {faire_zuteilung:.2f} von {anzahl_dienste} Diensten") f"-> {faire_zuteilung:.2f} von {anzahl_dienste} Diensten")
# 2. AKTUELLER MONAT: Faire Verteilung der benötigten Dienste (tageweise wie bei historischen Diensten) # 2. AKTUELLER MONAT: Faire Verteilung der benötigten Dienste (tageweise wie bei historischen Diensten)
benoetigte_dienste_monat = 0 benoetigte_dienste_monat = 0
# Für jeden Tag im aktuellen Monat faire Umverteilung berechnen # Für jeden Tag im aktuellen Monat faire Umverteilung berechnen
for tag in self.tage: for tag in self.planungszeitraum:
# Prüfe ob an diesem Tag der Dienst benötigt wird # Prüfe ob an diesem Tag der Dienst benötigt wird
if dienst not in self.benoetigte_dienste.get(tag, []): if dienst not in self.benoetigte_dienste.get(tag, []):
continue continue
@ -173,18 +164,18 @@ class Elterndienstplaner:
benoetigte_dienste_monat += dienst.personen_anzahl benoetigte_dienste_monat += dienst.personen_anzahl
# Dienstfaktoren aller Eltern für diesen Tag berechnen # Dienstfaktoren aller Eltern für diesen Tag berechnen
dienstfaktoren_tag = {} dienstfaktoren = {}
gesamt_dienstfaktor_tag = 0 gesamt_dienstfaktor_tag = 0
for eltern in self.eltern: for eltern in self.eltern:
faktor = self.dienstfaktoren[eltern][tag] faktor = self.dienstfaktoren[eltern][tag]
dienstfaktoren_tag[eltern] = faktor dienstfaktoren[eltern] = faktor
gesamt_dienstfaktor_tag += faktor gesamt_dienstfaktor_tag += faktor
# Faire Umverteilung der an diesem Tag benötigten Dienste # Faire Umverteilung der an diesem Tag benötigten Dienste
if gesamt_dienstfaktor_tag > 0: if gesamt_dienstfaktor_tag > 0:
for eltern in self.eltern: for eltern in self.eltern:
anteil = dienstfaktoren_tag[eltern] / gesamt_dienstfaktor_tag anteil = dienstfaktoren[eltern] / gesamt_dienstfaktor_tag
faire_zuteilung = anteil * dienst.personen_anzahl faire_zuteilung = anteil * dienst.personen_anzahl
ziel_dienste[eltern][dienst] += faire_zuteilung ziel_dienste[eltern][dienst] += faire_zuteilung
@ -211,7 +202,7 @@ class Elterndienstplaner:
# Gesamtdienstfaktor für aktuellen Monat berechnen # Gesamtdienstfaktor für aktuellen Monat berechnen
gesamt_dienstfaktor_monat = sum( gesamt_dienstfaktor_monat = sum(
sum(self.dienstfaktoren[e][tag] for tag in self.tage) sum(self.dienstfaktoren[e][tag] for tag in self.planungszeitraum)
for e in self.eltern for e in self.eltern
) )
@ -223,7 +214,7 @@ class Elterndienstplaner:
for dienst in self.dienste: for dienst in self.dienste:
# Anzahl benötigter Dienste im aktuellen Monat # Anzahl benötigter Dienste im aktuellen Monat
benoetigte_dienste_monat = sum( benoetigte_dienste_monat = sum(
1 for tag in self.tage 1 for tag in self.planungszeitraum
if dienst in self.benoetigte_dienste.get(tag, []) if dienst in self.benoetigte_dienste.get(tag, [])
) )
# Multipliziere mit Anzahl benötigter Personen pro Dienst # Multipliziere mit Anzahl benötigter Personen pro Dienst
@ -235,7 +226,7 @@ class Elterndienstplaner:
for eltern in self.eltern: for eltern in self.eltern:
# Dienstfaktor für diesen Elternteil im aktuellen Monat # Dienstfaktor für diesen Elternteil im aktuellen Monat
monatlicher_dienstfaktor = sum( monatlicher_dienstfaktor = sum(
self.dienstfaktoren[eltern][tag] for tag in self.tage self.dienstfaktoren[eltern][tag] for tag in self.planungszeitraum
) )
if monatlicher_dienstfaktor > 0: if monatlicher_dienstfaktor > 0:
@ -249,7 +240,7 @@ class Elterndienstplaner:
"""Erstellt die binären Entscheidungsvariablen x[eltern, tag, dienst]""" """Erstellt die binären Entscheidungsvariablen x[eltern, tag, dienst]"""
x: Dict[Tuple[str, date, Dienst], pulp.LpVariable] = {} x: Dict[Tuple[str, date, Dienst], pulp.LpVariable] = {}
for eltern in self.eltern: for eltern in self.eltern:
for tag in self.tage: for tag in self.planungszeitraum:
for dienst in self.dienste: for dienst in self.dienste:
if dienst in self.benoetigte_dienste.get(tag, []): if dienst in self.benoetigte_dienste.get(tag, []):
x[eltern, tag, dienst] = pulp.LpVariable( x[eltern, tag, dienst] = pulp.LpVariable(
@ -264,13 +255,13 @@ class Elterndienstplaner:
x: Dict[Tuple[str, date, Dienst], pulp.LpVariable] x: Dict[Tuple[str, date, Dienst], pulp.LpVariable]
) -> None: ) -> None:
"""C1: Je Eltern und Dienst nur einmal die Woche (Woche = Montag bis Sonntag)""" """C1: Je Eltern und Dienst nur einmal die Woche (Woche = Montag bis Sonntag)"""
erster_tag = self.tage[0] erster_tag = self.planungszeitraum[0]
# weekday(): 0=Montag, 6=Sonntag # weekday(): 0=Montag, 6=Sonntag
# Finde Montag am oder vor dem ersten Planungstag (für historische Dienste) # Finde Montag am oder vor dem ersten Planungstag (für historische Dienste)
woche_start = erster_tag - timedelta(days=erster_tag.weekday()) woche_start = erster_tag - timedelta(days=erster_tag.weekday())
woche_nr = 0 woche_nr = 0
letzter_tag = self.tage[-1] letzter_tag = self.planungszeitraum[-1]
while woche_start <= letzter_tag: while woche_start <= letzter_tag:
woche_ende = woche_start + timedelta(days=6) # Sonntag woche_ende = woche_start + timedelta(days=6) # Sonntag
@ -289,7 +280,7 @@ class Elterndienstplaner:
historische_dienste_in_woche += 1 historische_dienste_in_woche += 1
# Sammle Variablen für Planungszeitraum in dieser Woche # Sammle Variablen für Planungszeitraum in dieser Woche
for tag in self.tage: for tag in self.planungszeitraum:
if woche_start <= tag <= woche_ende: if woche_start <= tag <= woche_ende:
if (eltern, tag, dienst) in x: if (eltern, tag, dienst) in x:
woche_vars.append(x[eltern, tag, dienst]) woche_vars.append(x[eltern, tag, dienst])
@ -309,7 +300,7 @@ class Elterndienstplaner:
) -> None: ) -> None:
"""C2: Je Eltern nur einen Dienst am Tag""" """C2: Je Eltern nur einen Dienst am Tag"""
for eltern in self.eltern: for eltern in self.eltern:
for tag in self.tage: for tag in self.planungszeitraum:
tag_vars = [] tag_vars = []
for dienst in self.dienste: for dienst in self.dienste:
if (eltern, tag, dienst) in x: if (eltern, tag, dienst) in x:
@ -325,7 +316,7 @@ class Elterndienstplaner:
) -> None: ) -> None:
"""C3: Dienste nur verfügbaren Eltern zuteilen""" """C3: Dienste nur verfügbaren Eltern zuteilen"""
for eltern in self.eltern: for eltern in self.eltern:
for tag in self.tage: for tag in self.planungszeitraum:
if not self.verfügbarkeit.get((eltern, tag), True): if not self.verfügbarkeit.get((eltern, tag), True):
for dienst in self.dienste: for dienst in self.dienste:
if (eltern, tag, dienst) in x: if (eltern, tag, dienst) in x:
@ -338,7 +329,7 @@ class Elterndienstplaner:
x: Dict[Tuple[str, date, Dienst], pulp.LpVariable] x: Dict[Tuple[str, date, Dienst], pulp.LpVariable]
) -> None: ) -> None:
"""C4: Alle benötigten Dienste müssen zugeteilt werden""" """C4: Alle benötigten Dienste müssen zugeteilt werden"""
for tag in self.tage: for tag in self.planungszeitraum:
for dienst in self.benoetigte_dienste.get(tag, []): for dienst in self.benoetigte_dienste.get(tag, []):
dienst_vars = [] dienst_vars = []
for eltern in self.eltern: for eltern in self.eltern:
@ -386,7 +377,7 @@ class Elterndienstplaner:
# Tatsächliche Dienste im aktuellen Monat # Tatsächliche Dienste im aktuellen Monat
tatsaechliche_dienste_monat = pulp.lpSum( tatsaechliche_dienste_monat = pulp.lpSum(
x[eltern, tag, dienst] x[eltern, tag, dienst]
for tag in self.tage for tag in self.planungszeitraum
if (eltern, tag, dienst) in x if (eltern, tag, dienst) in x
) )
@ -431,7 +422,7 @@ class Elterndienstplaner:
# Tatsächliche Gesamtdienste für diesen Elternteil # Tatsächliche Gesamtdienste für diesen Elternteil
tatsaechliche_dienste_gesamt = pulp.lpSum( tatsaechliche_dienste_gesamt = pulp.lpSum(
x[eltern, tag, dienst] x[eltern, tag, dienst]
for tag in self.tage for tag in self.planungszeitraum
for dienst in self.dienste for dienst in self.dienste
if (eltern, tag, dienst) in x if (eltern, tag, dienst) in x
) )
@ -449,7 +440,7 @@ class Elterndienstplaner:
def _berechne_fairness_gewichte(self) -> Tuple[int, int, int, int]: def _berechne_fairness_gewichte(self) -> Tuple[int, int, int, int]:
"""Berechnet Gewichtung basierend auf Jahreszeit (Sep-Jul Schuljahr)""" """Berechnet Gewichtung basierend auf Jahreszeit (Sep-Jul Schuljahr)"""
aktueller_monat = self.tage[0].month if self.tage else 1 aktueller_monat = self.planungszeitraum[0].month if self.planungszeitraum else 1
if 9 <= aktueller_monat <= 12: # Sep-Dez: Jahresanfang if 9 <= aktueller_monat <= 12: # Sep-Dez: Jahresanfang
gewicht_f1 = 100 # Global wichtiger gewicht_f1 = 100 # Global wichtiger
@ -534,7 +525,7 @@ class Elterndienstplaner:
# Debugging: Verfügbarkeit prüfen # Debugging: Verfügbarkeit prüfen
print("\nDebug: Verfügbarkeit analysieren...") print("\nDebug: Verfügbarkeit analysieren...")
for tag in self.tage[:5]: # Erste 5 Tage for tag in self.planungszeitraum[:5]: # Erste 5 Tage
verfügbare = [e for e in self.eltern if self.verfügbarkeit.get((e, tag), True)] verfügbare = [e for e in self.eltern if self.verfügbarkeit.get((e, tag), True)]
benötigte = self.benoetigte_dienste.get(tag, []) benötigte = self.benoetigte_dienste.get(tag, [])
print(f" {tag}: Benötigt {len(benötigte)} Dienste {benötigte}, verfügbar: {verfügbare}") print(f" {tag}: Benötigt {len(benötigte)} Dienste {benötigte}, verfügbar: {verfügbare}")
@ -623,7 +614,7 @@ class Elterndienstplaner:
def schreibe_ausgabe_csv(self, datei: str, lösung: Dict[date, Dict[Dienst, List[str]]]) -> None: def schreibe_ausgabe_csv(self, datei: str, lösung: Dict[date, Dict[Dienst, List[str]]]) -> None:
"""Schreibt die Lösung in die ausgabe.csv""" """Schreibt die Lösung in die ausgabe.csv"""
AusgabeWriter.schreibe_ausgabe_csv(datei, lösung, self.tage, self.dienste) AusgabeWriter.schreibe_ausgabe_csv(datei, lösung, self.planungszeitraum, self.dienste)
def drucke_statistiken(self, lösung: Dict[date, Dict[Dienst, List[str]]]) -> None: def drucke_statistiken(self, lösung: Dict[date, Dict[Dienst, List[str]]]) -> None:
"""Druckt Statistiken zur Lösung""" """Druckt Statistiken zur Lösung"""
@ -649,7 +640,7 @@ class Elterndienstplaner:
# Dienstfaktor-Analyse # Dienstfaktor-Analyse
print(f"\nDienstfaktoren im Planungszeitraum:") print(f"\nDienstfaktoren im Planungszeitraum:")
for eltern in sorted(self.eltern): for eltern in sorted(self.eltern):
faktor_summe = sum(self.dienstfaktoren[eltern][tag] for tag in self.tage) faktor_summe = sum(self.dienstfaktoren[eltern][tag] for tag in self.planungszeitraum)
print(f" {eltern:15} {faktor_summe:.1f}") print(f" {eltern:15} {faktor_summe:.1f}")
def visualisiere_praeferenz_verletzungen( def visualisiere_praeferenz_verletzungen(