【场景：福州某高校的IT部门办公室，张伟和李娜正在讨论学生管理系统升级的问题】

张伟：李娜，我们最近要对学校的学工管理系统进行升级，特别是宿舍管理模块。你觉得现在有哪些问题需要解决？

李娜：目前系统确实存在一些瓶颈，比如数据更新不及时、信息查询不方便，还有宿舍分配不够智能化。尤其是每年新生入学时，宿舍安排工作量很大，容易出错。

张伟：你说得对。我们需要一个更高效的解决方案。你有没有想过用Python来开发一个自动化宿舍分配程序？这样可以减少人工干预，提高准确性。

李娜：是的，我之前做过一些研究。我们可以用Python的Pandas库来处理学生的资料，然后根据性别、专业、年级等条件进行匹配，再用算法优化分配方案。

张伟：听起来不错。那我们可以先从数据预处理开始。假设我们有一个CSV文件，里面包含了所有新生的信息，包括姓名、性别、专业、宿舍需求等。

李娜：对，那我可以写一段代码来读取这个CSV文件，并进行初步清洗，比如去除重复数据、处理缺失值。

张伟：那我们现在就来看一下这段代码吧。

李娜：好的，这是我的代码示例：

import pandas as pd

# 读取CSV文件
students_df = pd.read_csv('students.csv')

# 去除重复数据
students_df.drop_duplicates(subset='student_id', inplace=True)

# 处理缺失值
students_df.fillna({'gender': '未知', 'major': '未指定'}, inplace=True)

# 输出处理后的数据
print(students_df.head())
    

张伟：这段代码看起来很清晰，能有效处理数据。接下来我们可以考虑如何进行宿舍分配。

李娜：是的，我们可以使用一种简单的算法，比如按专业和性别分组，然后为每个组分配宿舍。

张伟：那我们可以先定义宿舍的基本信息，比如宿舍编号、容纳人数、是否为男生/女生宿舍等。

李娜：没错，这里是一个简单的宿舍信息表结构：

# 宿舍信息
dorms = {
    'D001': {'capacity': 4, 'gender': '男'},
    'D002': {'capacity': 4, 'gender': '女'},
    'D003': {'capacity': 6, 'gender': '混合'}
}
    

张伟：很好，接下来我们可以编写一个分配函数，将学生按照性别和专业分配到合适的宿舍中。

李娜：是的，这里是我的分配逻辑代码：

def assign_dorms(students_df, dorms):
    assigned_students = []
    for student in students_df.to_dict(orient='records'):
        gender = student['gender']
        major = student['major']
        # 按性别和专业筛选宿舍
        available_dorms = [dorm for dorm, info in dorms.items() if info['gender'] == gender or info['gender'] == '混合']
        # 简单分配第一个可用宿舍
        if available_dorms:
            assigned_students.append({
                'student_id': student['student_id'],
                'name': student['name'],
                'dorm': available_dorms[0]
            })
        else:
            assigned_students.append({
                'student_id': student['student_id'],
                'name': student['name'],
                'dorm': '无可用宿舍'
            })
    return pd.DataFrame(assigned_students)

# 调用分配函数
assigned_df = assign_dorms(students_df, dorms)
print(assigned_df.head())
    

张伟：这段代码实现了基本的宿舍分配逻辑，但可能还不够智能。比如，如果某个宿舍已经满了，它还是会被分配，这会导致超员。

李娜：你说得对，我们需要增加一个检查机制，确保每间宿舍不超过容量。

张伟：那我们可以修改分配函数，每次分配前检查宿舍的当前人数。

李娜：是的，我们可以引入一个字典来记录每间宿舍的当前人数，然后在分配时进行判断。

张伟：那我们就继续完善这个功能吧。

李娜：好的，这里是改进后的代码：

def assign_dorms(students_df, dorms):
    assigned_students = []
    dorm_counts = {dorm: 0 for dorm in dorms}
    
    for student in students_df.to_dict(orient='records'):
        gender = student['gender']
        major = student['major']
        
        # 找出符合条件的宿舍
        available_dorms = [dorm for dorm, info in dorms.items() 
                           if (info['gender'] == gender or info['gender'] == '混合') and 
                           dorm_counts[dorm] < info['capacity']]
        
        if available_dorms:
            selected_dorm = available_dorms[0]
            assigned_students.append({
                'student_id': student['student_id'],
                'name': student['name'],
                'dorm': selected_dorm
            })
            dorm_counts[selected_dorm] += 1
        else:
            assigned_students.append({
                'student_id': student['student_id'],
                'name': student['name'],
                'dorm': '无可用宿舍'
            })
    
    return pd.DataFrame(assigned_students)

# 调用分配函数
assigned_df = assign_dorms(students_df, dorms)
print(assigned_df.head())
    

张伟：这样就解决了超员的问题，而且逻辑也更合理了。接下来，我们可以考虑将这些功能整合到一个Web系统中，方便管理员操作。

李娜：是的，我们可以使用Flask框架来搭建一个简单的Web界面，让管理员能够上传学生信息、查看分配结果。

张伟：那我们可以先设计一个简单的前端页面，让用户上传CSV文件，然后展示分配结果。

李娜：好的，这里是一个简单的Flask应用示例：

from flask import Flask, request, render_template
import pandas as pd

app = Flask(__name__)

@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
    if request.method == 'POST':
        file = request.files['file']
        students_df = pd.read_csv(file)
        # 这里调用分配函数
        assigned_df = assign_dorms(students_df, dorms)
        return assigned_df.to_html()
    return render_template('upload.html')

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)
    

张伟：这个例子虽然简单，但已经展示了基本的功能。我们可以在此基础上添加更多功能，比如实时监控、历史记录、权限管理等。

李娜：是的，未来还可以考虑引入机器学习算法，根据学生的偏好和行为数据，进一步优化宿舍分配策略。

张伟：看来我们的思路越来越清晰了。接下来我们可以着手开发原型系统，然后逐步上线。

李娜：没错，这不仅提高了宿舍管理的效率，也提升了学生的满意度。我相信，通过技术手段，福州高校的学工管理会越来越智能化。

张伟：是的，这正是我们努力的方向。