IM在“数据结构”课程教学中的应用研究
摘要:本文针对IM教学这一新兴教学手段和方法,分析了其在数据结构教学中的优势,重点阐述了利用IM进行数据结构教学的应用实例,并对教学效果进行了比较,最后给出了IM教学中碰到的问题及解决办法。
关键词:IM教学;数据结构;教学应用
随着互联网的高速发展,即时通讯工具(instant messaging,简称IM)已成为越来越重要的交流工具。它以实时交互、跨时空限制、资费低廉等优点广受师生青睐,越来越多的师生将IM应用到实际教学中,并取得了较好的效果[1-4]。“数据结构”课程是计算机类专业的一门专业基础课程,具有极强的理论性和实践性,因此课程的教学模式及手段应具有多样性[5-8]。笔者在该课程教学中使用了三年的QQ工具,取得了较好的实践效果。
1IM在数据结构教学中的优势
1.1IM操作简单,易学易用
IM软件(如QQ、MSN等)操作一般采用图形化界面,其界面设计简单,富有个性化与人性化,具有有趣的动态表情、灵活的快捷键和栩栩如生的聊天场景,因此易学易懂,基本功能一看就会。将其应用在数据结构教学中,可消除部分学生面授时的拘谨和羞怯感,拉近了师生距离。
1.2IM实时互动,功能强大
IM软件可发送消息,传递电子文献、图片及多媒体等多种格式文件,并可方便地进行IP电话和视频聊天,适合实时咨询。即使用户离线,也可向其绑定的手机或E-mail发送、回复短信或邮件。在课程中应用IM,能够解决师生课后使用E-mail、BBS服
务的延迟和不彻底性问题,达到常用教学模式中达不到的效果。
1.3IM突破时空限制
IM软件完全打破了传统教学中的时空限制,师生可以在能上网的地方进行教学。常用的IM软件可以免费下载、安装、申请和使用大部分功能,语音、视频功能传送的声音、图像清晰,并可同时相互交谈,为IM数据结构教学的模式多样性提供了保障。
2IM在数据结构教学中的应用策略
利用IM软件开展数据结构教学,首先要选择IM软件,然后考虑怎样利用其软
《数据结构》教学纲要(doc 9页)
《数据结构》教学大纲 2001年9月 一、开课系（部）：经济信息管理系 二、教学对象：信息管理与信息系统专业本科 三、教学目的： 数据结构是高等教育计算机信息管理专业中的一门专业基础课，在计算机软件的各个领域中均会使用到数据结构的有关知识。本课程的目的和任务是使学生较全面地掌握各种常用的数据结构，为学习后续软件课程提供必要的基础，提高运用数据结构解决实际问题的能力。 四、教学要求： 1. 从数据结构的逻辑结构、存储结构和数据的运算三个方面去掌握线性表、栈、队列、串、数组、广义表、树、图和文件等常用的数据结构。 2. 掌握在各种常用的数据结构上实现的排序和查找运算。 3. 对算法的时间和空间复杂性有一定的分析能力。 4. 针对简单的应用问题.应能选择合适的数据结构及设计有效的算法解决之。 五、教学课时： 教学内容课内学时 第1章绪论 2 第2章线性表 4 第3章栈和队列 6 第4章串 4 笫5章数组和广义表 4 第6章树和二叉树 6 第7、8章略 第9章查找 4 第10章内部排序 4 课程总复习 2 六、考核形式： 期末考试与平时讨论相结合（80%和20%）。 期末试卷结构： 单项选择填空简答应用算法设计 20 15分20分15分30分
态。 3.3 算法描述和算法分析的方法，对于一般算法能分析出时间复杂度。 第2章线性表 (一)课程内容 2.1 线性表的逻辑结构 2.2 线性表的顺序存储结构 2.3 线性表的链式存储结构 2.4 顺序表和链表的比较 (二)学习目的与要求 本章目的是介绍线性表的逻辑结构和各种存储表示方法，以及定义在逻辑结构上的各种基本运算及其在存储结构上如何实现这些基本运算。要求在熟悉这些内容的基础上，能够针对具体应用问题的要求和性质，选择合适的存储结构设计出相应的有效算法，解决与线性表相关的实际问题。本章重点是熟练掌握顺序表和单链表上实现的各种基本算法及相关的时间性能分析，难点是能够使用本章所学到的基本知识设计有效算法解决与线性表相关的应用问题。 (三)考核知识点与考核要求 1. 线性表的逻辑结构，要求达到“识记”层次。 1.1 线性表的逻辑结构特征。 1.2 线性表上定义的基本运算，并能利用基本运算构造出较复杂的运算。 2. 线性表的顺序存储结构.要求达到“综合应用”层次。 2.1 顺序表的含义及特点，即顺序表如何反映线性表中元素之间的逻辑关系。 2.2 顺序表上的插入、删除操作及其平均时间性能分析。 2.3 利用顺序表设计算法解决筒单的应用问题。 3. 线性表的链式存储结构，要求达到“综合应用”层次。 3.1 链表如何表示线性表中元素之间的逻辑关系。 3.2 链表中头指针和头结点的使用。 3.3 单链表、双链表、循环链表链接方式上的区别。 3.4 单链表上实现的建表、查找、插入和删除等基本算法，并分析其时间复杂度。 3.5 循环链表上尾指针取代头指针的作用，以及单循环链表上的算法与单链表上相应算法的异同点。 3.6 双链表的定义及其相关的算法。 3.7 利用链表设计算法解决简单的应用问题。 4.顺序表和链表的比较.要求达到“领会”层次。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/a911747515.html, 案例教学法在数据结构教学中的应用 作者：王星捷李春花 来源：《教育界》2013年第03期 【摘要】案例教学法是一种运用实际案例进行教学的方法。本文作者结合具体教学实 践，就数据结构采用案例教学法开展教学活动进行了探讨和实践。 【关键词】案例教学法数据结构 案例教学法可促使学生学会学习。案例教学法是开放的、发展的。在案例教学中，通过有意识的引导，让学生自主查资料、学习，通过个体独立或群体合作的方式做出分析和判断，积极寻找多种解决方案。经过多次的积淀后，培养了学生自主学习的方法，锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。 1 案例教学法对数据结构的重要性 数据结构重在训练学生的思考问题和解决问题的能力，教学的目的是训练理论联系实践，解决实际生活中出现的实际算法问题。每一个案例都是数据结构算法中的具体应用实体，教学关键是要调动学生积极参与探索知识的活动，开动大脑，积极思维。 目前众多的大学院校采用了案例教学法，但是学生课后，对数据结构中的算法仍然是似懂非懂，十分茫然。具体表现在： （1）教学内容与实际算法应用联系不够，环境真实性不够。很多还停留在基础性算法教学，与实际应用的真正内涵差距明显，不能达到教学效果。 （2）教材与实际应用有差距。教材要尽量与实际算法案例相结合，贴近实际。但很多的教材类似于算法字典。我们都清楚教材在教学中有极其重要的地位，因此教材的质量非常重要。教材不仅是算法字典，而是根据实际生活中需要解决的算法问题而进行设计，拥有很强的实用性。不能用纯理论的说教压给学生。 （3）教学体系建设缺乏科学性，实际操作性不强。仅仅局限于简单的教学是不能让学生整体的职业素质得到大幅度提高的，还必须向学生提供实用的教学体系。教学中的知识要符合用人单位的人才需求，在教学体系建设中可参考市场上实际的软件公司的人才需求情况，同时对教师进行更高层次的师资培训。 从这些问题及与现实接轨的矛盾可以看出，案例教学法更显其重要地位。推行案例实训教学，可以再提高教学效果。 2案例教学法在数据结构中的具体实施
数据结构中二叉树中序遍历的教学分析 袁宇丽, 胡 玲 Ξ(内江师范学院计算机与信息科学系, 四川 内江 641112) 摘 要:数据结构的教学应注重方法的应用,在二叉树的中序遍历中使用投影法可以使遍历过程简单化, 再由其中的一种遍历递归算法(先序)推导得到另外两种(中序,后序)的遍历递归算法,让学生加深对整个遍 历过程的了解与掌握。 关键词:数据结构;二叉树;遍历;算法 中图分类号:G 642 文献标识码:A 文章编号:1671-1785(2006)04-0109-03 1 引言 《数据结构》是计算机学科的一门专业技术基础课,也是计算机程序设计的重要理论技术基础课。目的是在于让学生学会分析研究计算机加工的数据结构的特性,以便为应用涉及的数据结构选择适当的逻辑结构,存储结构及其相应的算法;并初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术;培养学生进行复杂程序设计的能力和数据抽象的能力。但从学生角度而言,在学习该门课程时普遍反映较难,总觉得课程内容抽象,不易理解,好些具体算法不知从何下手。针对以上情况,任课教师在讲授该门课程时更应注重方法的应用,从多角度,多侧面展现知识点,化抽象为具体,化特殊为一般,不应只局限于教材上的一种解题模式,应结合自己的理解,补充新方法,这样才能更好的拓宽学生的思路,达到化难为易,举一反三的效果。下面以具体实例说明。 2 二叉树中序遍历的投影法 在二叉树的一些应用中,常常要求在树中查找具有某种特征的结点,或者对树中全部结点逐一进行某种处理。这就提出了一个遍历二叉树的问题,即如何按某条搜索路径巡访树中每个结点,使得每个结点均被访问一次,而且仅被访问一次。“访问”的含义很广,可以是对结点作各种处理,如输出结点的信息等。遍历对线性结构来说,是一个容易解决的问题。而对二叉树则不然,由于二叉树是一种非线性结构,每个结点都可能有两棵子树,因而需要寻找一种规律,以便使二叉树上的结点能排列在一个线性队列上,从而便于访问。 回顾二叉树的定义可知,二叉树是由三个基本单元组成:根结点、左子树、右子树。因此,若能依次遍历这三部分,便是遍历了整个二叉树。若限定先左后右的顺序,则分为三种情况:先(根)序遍历,中(根)序遍历,后(根)序遍历。二叉树的遍历及其应用是数据结构中一个很重要的知识点,要求学生能根据所给二叉树得到相应的三种遍历序列(前序,中序,后序),并能写出这三种遍历算法。以中序遍历而言,教材[1]结合图给出了中序遍历过程示意图,并具体分析了该遍历的递归执行过程。但递归调用及返回对学生来说本身就是一个较难掌握的知识,往往出现进入递归后不知怎样层层返回,所图1 二叉树 以书上在说明二叉树的中序遍历时借用递归调用与返回的 方法向学生展示整个遍历过程对初学者总感觉有一定难度。 我们在这里补充一种教材上没有提到的二叉树中序遍历的 直观方法:投影法。分析中序遍历的实质,是按先中序访问左子树,再访问根结点,最后中序访问右子树的顺序进行的。直 观上想,处于二叉树最左下方的结点应该是第一个要访问的结点,再结合二叉树本身的构造特点,是有严格的左右子树 之分的,所以投影法就是根据二叉树的结构特征得来的。对 于一棵二叉树,从根结点所在的层开始,将所有非空左子树 完全位于当前根结点的左方,将所有非空右子树完全位于当? 901?第21卷第4期N o 14V o l 121 内江师范学院学报JOU RNAL O F N E I J I AN G T EA CH ER S COLL EGE 收稿日期:2005-11-11 作者简介:袁字丽(1979-),女,四川自贡人,内江师范学院助教,硕士。
2.1 创建一颗二叉树 创建一颗二叉树，可以创建先序二叉树，中序二叉树，后序二叉树。我们在创建的时候为了方便，不妨用‘#’表示空节点，这时如果先序序列是：6 4 2 3 # # # # 5 1 # # 7 # #，那么创建的二叉树如下： 下面是创建二叉树的完整代码：穿件一颗二叉树，返回二叉树的根 2.2 二叉树的遍历 二叉树的遍历分为：先序遍历，中序遍历和后序遍历，这三种遍历的写法是很相似的，利用递归程序完成也是灰常简单的： 2.3 层次遍历 层次遍历也是二叉树遍历的一种方式，二叉树的层次遍历更像是一种广度优先搜索（BFS）。因此二叉树的层次遍历利用队列来完成是最好不过啦，当然不是说利用别的数据结构不能完成。 2.4 求二叉树中叶子节点的个数 树中的叶子节点的个数= 左子树中叶子节点的个数+ 右子树中叶子节点的 个数。利用递归代码也是相当的简单， 2.5 求二叉树的高度 求二叉树的高度也是非常简单，不用多说：树的高度= max(左子树的高度，右子树的高度) + 1 2.6 交换二叉树的左右儿子 交换二叉树的左右儿子，可以先交换根节点的左右儿子节点，然后递归以左右儿子节点为根节点继续进行交换。树中的操作有先天的递归性。。 2.7 判断一个节点是否在一颗子树中 可以和当前根节点相等，也可以在左子树或者右子树中。 2.8 求两个节点的最近公共祖先 求两个节点的公共祖先可以用到上面的：判断一个节点是否在一颗子树中。（1）如果两个节点同时在根节点的右子树中，则最近公共祖先一定在根节点的右子树中。（2）如果两个节点同时在根节点的左子树中，则最近公共祖先一定在根节点的左子树中。（3）如果两个节点一个在根节点的右子树中，一个在根节点的
《数据结构》教学大纲 课程性质专业必修课 课程名称数据结构课程编号*04069 适用专业计算机科学与技术/软件工程开课学期第3学期 总学时64 理论50 学分数 4 实践14 一、课程性质与目标 数据结构课程属于专业必修课。通过本课程数据结构的学习，学生应实现如下目标： 1.知识目标：本课程主要讲述线性表、栈、队列、字符串、数组、树、二叉树、图、查找表、内部排序等常用数据结构的基本概念、操作及其典型应用例子。通过本课程的学习，应使学生掌握数据结构的概念及不同的存储结构、掌握一些典型算法原理和方法，且能够在不同存储结构上实现编程，同时，对于算法设计的方式和技巧也有所体会。 2.能力目标 （1）独立获取知识的能力——逐步掌握科学的学习方法，不断地扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结构； （2）科学观察和思维的能力——运用数据结构的基本理论，熟悉各种基本数据结构及其操作，学会根据实际问题要求来选择数据结构。 （3）分析问题和解决问题的能力——学会利用数据结构原理分析实际问题，提高发现问题与解决问题的能力。对部分优秀的学生，培养其在知名程序设计在线评测系统（如POJ等）中求解实际问题的能力。 （4）求实精神——通过数据结构理论课程教学，培养学生严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。 （5）实践能力——通过学习，有意识地培养学生编写高质量、高效率程序的能力和风格。 3.素质目标：使学生具备一定的计算思维，热爱算法设计和程序实现，面对实际问题能转换为计算机能够求解的过程并选择合适的数据结构，设计出在时间和空间上具备一定高效率的程序，培养学生学习算法设计与实现的细心和耐心，培养学生坚韧不拔，攀登技术高峰的优秀品质。让部分优秀的学生热爱上湖南省大学生程序设计竞赛，体会ACM程序设计竞赛的魅力。 二、课程教学基本要求 课程前应该认真预习，特别是前导课程相关知识体系; 课中应该认真听课，参与教学过程中的互动、回答问题及联系实际编程; 课后积极做好复习、认真完成作业及课程设计相关实践教学的环节。作业应具备一定实用性的数据结构和算法实现为主，对部分优秀学生，引入一定量的知名程序设计在线评测系统（如POJ等）中与数据结构相关的题目进行编程并在线提交验证正确性与时间、空间效率。 三、教学内容与学时分配
《数据结构》教学设计方案 1 课程的一般信息 1.1 教学对象 计算机科学与技术专业2012级本科学生 1.2 课程名称 《数据结构》 1.3 课程教材及分析 1.3.1 中文教材及分析 数据结构(C语言版)，严蔚敏，北京：清华大学出版社(国家精品课程配套教材)，2011.11。 该教材为国内关于数据结构最知名的教材之一，受到国内计算机教育界广泛的认可。 1.3.2 教材选取的背景 选取本教材的原因主要是受到本人对于该课程的教学改革驱动，在该课程教学中强调实践性，注重理论联系实际。 1.4 课程类型 专业必修课（开设时间为计算机科学学院各专业本科生二年级第一学期） 1.5 教师的基本信息 肖冰，1981年生，博士，讲师，计算机科学学院。主要研究方向为模式识别、机器学习、智能信息处理等。博士毕业后从事一线教学和科研工作，主讲了《计算机基础》、《ACCESS 数据库应用技术》，《数据结构》、《数据库原理与设计》及相关课程设计等课程。在Pattern Recognition（SCI二区）、Neurocomputing（SCI三区）、Signal Processing（SCI三区）、电子学报（中、英文版）等国际、国内权威期刊和会议上发表论文15篇，其中SCI检索6篇，EI检索9篇，在重要期刊上发表教学论文一篇。主持国家博士后科学基金、陕西省博士后科学基金、陕西师范大学中央高校基本科研业务费、西安电子科技大学优秀博士学位论文资助基金、陕西师范大学青年基金各一项，以第三完成人参与国家自然科学基金、博士点基金等多项科研项目。授权专利三项，获得陕西省科学技术奖一等奖（第三完成人）一项，陕西省自然科学优秀学术论文二等奖（第一完成人）一项。 2 该单元的教学目标 2.1 单元内容概要 第9章查找 第3节哈希表
数据结构第6章树和二叉树 一、下面是有关二叉树的叙述，请判断正误 （√）1.若二叉树用二叉链表作存贮结构，则在n个结点的二叉树链表中只有n-1个非空指针域。 n个结点的二叉树有n-1条分支 （×）2.二叉树中每个结点的两棵子树的高度差等于1。 （√）3.二叉树中每个结点的两棵子树是有序的。 （×）4.二叉树中每个结点有两棵非空子树或有两棵空子树。 （×）5.二叉树中每个结点的关键字值大于其左非空子树（若存在的话）所有结点的关键字值，且小于其右非空子树 （若存在的话）所有结点的关键字值。 （应当是二叉排序树的特点） （×）6.二叉树中所有结点个数是2k-1-1，其中k是树的深度。（应2k-1） （×）7.二叉树中所有结点，如果不存在非空左子树，则不存在非空右子树。 （×）8.对于一棵非空二叉树，它的根结点作为第一层，则它的第i层上最多能有2i -1个结点。
（应2i-1） （√）9.用二叉链表法（link-rlink）存储包含n个结点的二叉树，结点的2n个指针区域中有n+1个为空指针。（用二叉链表存储包含n个结点的二叉树，结点共有2n个链域。由于二叉树中，除根结点外，每一个结点有且仅有一个双亲，所以只有n-1个结点的链域存放指向非空子女结点的指针，即有后继链接的指针仅n-1个，还有n+1个空指针。）采用二叉链表存储有2n个链域，空链域为：2n-（n-1）=n+1 （√）10.具有12个结点的完全二叉树有5个度为2的结点。 最快方法：用叶子数＝[ n/2] ＝6，再求n2=n0-1=5 [n/2] 除的结果四舍五入 二、填空 1．由３个结点所构成的二叉树有5种形态。 2. 一棵深度为6的满二叉树有n1+n2=0+ n2= n0-1=31 个分支结点和26-1 =32个叶子。 注：满二叉树没有度为1的结点，所以分支结点数就是二度结点数。 (或：总结点数为n=2k-1=26-1=63，叶子数为n0= [ n/2] =32，满二叉数没有度为1的结点，由n0=n2+1得n2=n0-1=32-1=31)
《数据结构》课程教学大纲 一、课程基本信息 二、课程教学目标 本课程介绍软件设计中常用的线性表、栈、队列、串、数组、广义表、树、二叉树、图结构等几种基本的数据结构及其存储结构和所施加的运算与实现等。另外，还介绍软件设计中常用的几种查找和排序算法，以及递归技术等，在介绍各项内容的同时，还涉及到算法设计与分析的基本技术和面向对象程序设计的理论与技术等内容。 通过本课程的学习，达到以下目标： 熟练掌握上述结构及其运算的实现和性能特点， 掌握各种排序和查找运算以及递归技术， 能对给定的实际问题，建立准确的问题模型，设计有效的问题求解方法，选择合理的数据结构及其运算集，设计有效的算法。
三、教学学时分配 《数据结构》课程理论教学学时分配表 ＊理论学时包括讨论、习题课等学时。 《数据结构》课程实验内容设置与教学要求一览表
四、教学内容和教学要求 第一章绪论（2学时） （一）教学要求 1．了解数据结构的各种基本概念和术语； 2．了解数据类型和抽象数据类型的概念； 3．理解算法的设计目标； 4．掌握算法的时间复杂度概念和算法的时间复杂度分析方法。 （二）教学重点与难点 教学重点：数据结构的逻辑结构、存储结构及数据的运算三方面的概念及相互关系 教学难点：算法复杂度的分析方法。 （三）教学内容 第一节什么是数据结构 1．数据结构的定义 2．逻辑结构类型 3．存储结构类型 4．数据结构和数据类型 第二节算法及其描述 1．什么是算法 2．算法描述
第三节算法分析 1．算法设计的目标 2．算法效率分析 3．算法存储空间分析 本章习题要点：基本概念、算法复杂度的分析方法 第二章线性表（10学时） （一）教学要求 1．理解线性表的逻辑结构和基本操作； 2．理解线性表的顺序存储结构和实现方法； 3．理解线性表的链式存储结构和实现方法； 4．了解单循环链表和双向链表的概念和插入、删除等操作方法。 （二）教学重点与难点 教学重点：顺序表和单链表上实现的各种基本算法及相关的时间性能分析。 教学难点：链表本质及其操作的实现算法、线性表相关的应用。 （三）教学内容 第一节线性表 1．线性表的定义 2．线性表的抽象数据类型描述 第二节线性表的顺序存储结构 1．线性表的顺序存储结构——顺序表 2．顺序表基本运算的实现 第三节线性表的链式存储结构 1．线性表的链式存储结构——链表 2．单链表基本运算的实现 3．双链表 4．循环链表 本章习题要点： 第三章栈和队列（12学时）
实验三二叉树的遍历 一、实验目的 １、熟悉二叉树的结点类型和二叉树的基本操作。 ２、掌握二叉树的前序、中序和后序遍历的算法。 3、加深对二叉树的理解，逐步培养解决实际问题的编程能力。 二、实验环境 运行Ｃ或VC++的微机。 三、实验内容 1、依次输入元素值，以链表方式建立二叉树，并输出结点的值。 2、分别以前序、中序和后序遍历二叉树的方式输出结点内容。 四、设计思路 1. 对于这道题，我的设计思路是先做好各个分部函数，然后在主函数中进行顺序排列，以此完成实验要求 2．二叉树采用动态数组 3.二叉树运用9个函数，主要有主函数、构建空二叉树函数、建立二叉树函数、访问节点函数、销毁二叉树函数、先序函数、中序函数、后序函数、范例函数，关键在于访问节点 五、程序代码 #include
int data; //数据域 struct TNode *lchild,*rchild; // 指针域包括左右孩子指针 }TNode,*Tree; void CreateT(Tree *T)//创建二叉树按,依次输入二叉树中结点的值 { int a; scanf("%d",&a); if(a==00) // 结点的值为空 *T=NULL; else // 结点的值不为空 { *T=(Tree)malloc(sizeof(TNode)); if(!T) { printf("分配空间失败！！TAT"); exit(ERROR); } (*T)->data=a; CreateT(&((*T)->lchild)); // 递归调用函数，构造左子树 CreateT(&((*T)->rchild)); // 递归调用函数，构造右子树 } } void InitT(Tree *T)//构建空二叉树 { T=NULL; } void DestroyT(Tree *T)//销毁二叉树 { if(*T) // 二叉树非空 { DestroyT(&((*T)->lchild)); // 递归调用函数，销毁左子树 DestroyT(&((*T)->rchild)); // 递归调用函数，销毁右子树 free(T); T=NULL; } } void visit(int e)//访问结点 { printf("%d ",e); }
《数据结构》教学大纲 课程编号：071213A 课程类型：□通识教育必修课□通识教育选修课 □专业必修课□专业选修课 ■学科基础课 总学时：48讲课学时：32 实验（上机）学时：16 学分：3 适用对象：计算机科学与技术专业 先修课程： 程序设计基础与应用、计算机基础 一、教学目标 本课程是计算机科学与技术专业的必修课。本课程是计算机科学与技术专业的核心课程，既重视学生相关理论的系统学习，又强调培养学生发现问题、分析问题和解决问题的实践能力。《数据结构》在计算机科学中是一门综合性的专业主干课，它是介于数学、计算机硬件、计算机软件三者之间的一门核心课程，而且是操作系统、数据库系统及其它系统程序的大型应用程序设计的基础，同时又直接为从事各类计算机应用的技术人员提供了必要的基本知识和解决实际问题的多种方法。 用计算机解决任何问题都需要进行数据表示和数据处理，而数据表示和数据处理正是《数据结构》要研究的内容。《数据结构》主要介绍如何合理地组织数据、有效地存储和处理数据，正确地设计算法以及对算法的分析和评价。该课程逻辑上以线性结构、层次结构、网状结构为主线，物理上分顺序存储、链式存储，分别介绍基本数据结构的特点和算法。并重点介绍有关各种检索、排
序和文件组织的常用算法。通过上述知识的学习和能力的提高，为后续学习和实际工作打下良好的知识基础和能力基础。 目标1：通过对数据结构基本知识进行讲解，让学生理解并掌握数据的逻辑结构和物理结构，并掌握算法设计的基本思想。 目标2：培养学生分析算法复杂度的初步能力，锻炼学生逻辑思维能力和想象能力，并使之了解数据结构的各种应用场景。 目标3：鼓励学生运用算法知识解决各自学科的实际问题，培养他们的独立科研的能力和理论联系实际的能力。 二、教学内容及其与毕业要求的对应关系 （一）教学内容 1．知识体系 第一部分：数据结构的基本概念，包括数据、数据元素、数据项等基本概念、数据类型、抽象数据类型、算法的定义、算法的特性、算法的时间代价、算法的空间代价； 第二部分：线性表的逻辑结构特性，以及线性表的两种存储实现方式；顺序表的定义与实现，包括搜索、插入、删除算法的实现及其平均比较次数的计算；单链表的类定义、构造函数、单链表的插入与删除算法及其平均比较次数的计算； 第三部分：栈的定义、特性和栈的抽象数据类型，栈的顺序表示、链表表示以及相应操作的实现；队列的定义、特性和队列的抽象数据类型，队列的顺序表示、链表表示以及相应操作的实现； 第四部分：串的定义，串的表示和实现，串的操作的定义； 第五部分：数组的两种存储表示方法；矩阵的压缩存储； 第六部分：树和森林的概念。包括树的定义、树的术语、树的抽象数据类型；二叉树的概念、性质及二叉树的表示；二叉树的遍历方法；线索化二叉树的特性及寻找某结点的前驱和后继的方法；树与森林的实现，重点在用二叉树实现；森林与二叉树的转换；树的遍历算法；二叉树的计数方法及从二叉树遍历结果得到
数据结构经典案例
1.停车场问题 停车场管理员的任务就是帮助车主把车停放在停车场中，或者是帮助车主将车开出乘车场。然后停车场中能够停放的车辆数目很多，这就使得让莫辆车开出停车场变得复杂。比如：要开走一辆车，则管理员需要把他前面的车全部暂时清除，然后等这辆车开出后再将这些车重新放入停车场。当然了，这个时候腾出了一个空位置，此位置由后面的车占据。 任务：编程模拟这样的情况，这里假设停车场最多可停放5辆车。data.txt记录了某一时间段内，该停车场车辆的到来与离开记录，刚开始，停车场是空的。其中大写字母A--P是车辆的代号，arrives--到来，departs---离开。 程序需要从data.txt中读取这些信息，并且用这些数据来模拟停车场的车辆调度情况。 data.txt内容如下： A arrives A departs B arrives C arrives D arrives C departs E arrives F arrives
G arrives B departs H arrives D departs E departs I arrives I departs J arrives F departs K arrives L arrives M arrives H departs N arrives J departs K departs O arrives P arrives P departs O departs L departs 实现代码如下： 模拟停车场问题.cpp（没有再继续分.h文件，混为一体了，主要.h文件过于简单）
树是一种比较重要的数据结构，尤其是二叉树。二叉树是一种特殊的树，在二叉树中每个节点最多有两个子节点，一般称为左子节点和右子节点（或左孩子和右孩子），并且二叉树的子树有左右之分，其次序不能任意颠倒。二叉树是递归定义的，因此，与二叉树有关的题目基本都可以用递归思想解决，当然有些题目非递归解法也应该掌握，如非递归遍历节点等等。本文努力对二叉树相关题目做一个较全的整理总结，希望对找工作的同学有所帮助。 二叉树节点定义如下： structBinaryTreeNode { intm_nValue; BinaryTreeNode* m_pLeft; BinaryTreeNode* m_pRight; }; 相关链接： 轻松搞定面试中的链表题目 题目列表： 1. 求二叉树中的节点个数 2. 求二叉树的深度 3. 前序遍历，中序遍历，后序遍历 4.分层遍历二叉树（按层次从上往下，从左往右） 5. 将二叉查找树变为有序的双向链表 6. 求二叉树第K层的节点个数 7. 求二叉树中叶子节点的个数 8. 判断两棵二叉树是否结构相同 9. 判断二叉树是不是平衡二叉树 10. 求二叉树的镜像 11. 求二叉树中两个节点的最低公共祖先节点 12. 求二叉树中节点的最大距离 13. 由前序遍历序列和中序遍历序列重建二叉树 14.判断二叉树是不是完全二叉树 详细解答 1. 求二叉树中的节点个数 递归解法： （1）如果二叉树为空，节点个数为0 （2）如果二叉树不为空，二叉树节点个数= 左子树节点个数+ 右子树节点个数+ 1 参考代码如下： 1.int GetNodeNum(BinaryTreeNode * pRoot) 2.{ 3.if(pRoot == NULL) // 递归出口 4.return 0; 5.return GetNodeNum(pRoot->m_pLeft) + GetNodeNum(pRoot->m_pRight) + 1; 6.}
【最新整理，下载后即可编辑】 XX师范学院大学本科专业教学大纲中文课程名称：数据结构 英文课程名称：Data Structures 适用专业：信息管理与信息系统 制定单位：商学院 执笔人： 审核人： 单位负责人： 制定时间：2017-2-10 XX师范学院教务处
二〇一七年一月
《数据结构》课程教学大纲 一、课程基本信息 （一）课程代码及课程名称 1.课程代码：06151090 2.课程名称（中/英文）：数据结构/Data Structures （二）课程类别及课程性质 专业教育必修课程 （三）学时及学分： 总学时数：64；总学分数：3。 其中，讲授学时：32 ，实践（实验）学时：32。 （四）适用专业及开设学期 适用专业：信息管理与信息系统（本科） 开设学期：第二学期 （五）先修课程与后续课程 先修课程：大学计算机基础、高等数学、C语言程序设计 后续课程：数据库原理与应用、管理信息系统分析与设计、管理信息系统、Java程序设计(高级) 二、课程简介 “数据结构”是信息管理与信息系统专业一门重点专业基础
课程，也是学科专业核心专业基础课程之一，属于专业学位必修课程。本课程的教学任务是针对大量的信息处理对象，介绍对象信息与数据表示的各种抽象的、基本的逻辑结构及其上的基本运算操作。通过研究各种基本数据结构内在的逻辑关系和它们在计算机中的存储表示方式，初步建立数据结构上基本运算操作的正确性概念，同时，结合各种典型问题讨论其上的各种基本运算操作及其基本算法，讲授各种数据结构的特点、适用范围，以及对一些基本算法效率的定性和定量分析方法，为后续课程提供必要的数据结构基础。此外，配合实验课程的教学中，学生应理论联系实际，理论指导实践，通过规范地完成一系列数据结构实验进一步巩固所学的相关书本知识，在知识、能力、素质上得到进一步的提高。 三、教学目的与基本要求 （一）该课程教学目的与专业培养要求对应关系矩阵
［收稿日期］ 2016－01－01［基金项目］计算机科学与技术国家级特色专业（TS11576）；国家自然科学基金（41001251）；河南省科技公关项目（152102410042、132102210212）；河南省教育厅资助项目（13A520011）；河南省青年骨干教师项目（2011－148）；安阳师范学院《数据结构》精品资源共享课程。 ［作者简介］刘国英（1979－），男，博士， 副教授，主要从事遥感影像信息提取研究。数据结构案例教学—二叉树在图像分割中的应用 刘国英，王煜龙，陈双浩 （安阳师范学院计算机与信息工程学院，河南安阳455002） ［摘要］数据结构是计算机相关专业的核心基础课。掌握数据结构有关知识对学生进一步学习后续课程起着至关重要的作用，有助于提高学生设计复杂软件的能力。然而，传统的教学方法过于强调抽象数据类型的定义及对应的实现方法，而使得让学生觉得枯燥和困难。本文以二叉树在图像分割中的应用为案例，利用最优二叉树的性质、二叉树的遍历方法等知识点，设计图像分割算法，并进行了简单分析。教学实践表明，数据结构的案例教学比传统教学更能提高教学质量。 ［关键词］数据结构；二叉树；图像分割；案例教学［中图分类号］ G642［文献标识码］ A ［文章编号］ 1671－5330（2016）02－0128－04数据结构是计算机及相关专业的一门核心课程，对学生深入学习计算机专业知识具有至关重 要的作用。二叉树作为一种应用极其广泛的数据结构，是学生必须掌握的一个知识点。然而，该结构相对线性结构更加抽象和复杂，常用教材中采用的案例非常少，这对学生理解产生巨大障碍。虽然有教师设计了不同的案例方法［1］ ，但仍然显 不够。 当前，多媒体智能信息处理技术一直引领计算机学科的发展。其中，图像分割是图像及视频信息处理的一个基础研究课题，在遥感、农业、军事等领域应用非常广泛。图像分割技术的深入研究对数据结构理论体系的发展和应用提出了更高的要求。很多人在图像分割领域进行了研究 ［2－5］ 。因此，为了拓展学生的知识面，提高学生 学习的热情，本文以图像分割为背景，设计数据结构中二叉树的案例教学方法。 1基本知识 1．1图像分割与二叉树结构 对图像分割的研究一直是图像处理中的重点 和热点［2］ 。图像分割的目的是将图像划分为互 不重叠的图像区域，并要求图像区域内部的像素具有相同的属性，比如颜色和纹理。在图像分割中，获得的图像区域个数就成为图像的类别数。 二叉树是指树种任一结点的度小于2的树，即任一结点最多有两棵子树，并且二叉树的子树有左右之分，其次序不能颠倒 ［6］ 。这表明二叉树 或为空，或为一个根节点加上两棵分别称为左子树和右子树的、互不相交的二叉树组成。这两棵子树也是二叉树。因此，二叉树是递归定义的。因为二叉树不同子树上的节点是互不相交的，这与图像分割中各个分割区域之间互不重叠的要求是一致的。所以，利用二叉树的性质设计图像分割算法符合该研究问题的特点。1．2 二叉树的遍历 遍历二叉树是指按照某条搜索路径巡访树中 DOI:10.16140/https://www.doczj.com/doc/a911747515.html,ki.1671-5330.2016.02.033
数据结构之二叉树 第一篇：数据结构之链表 第二篇：数据结构之栈和队列 在这篇文章里面，我们主要探讨和树相关的话题。 首先，我们来对树进行定义：树是n（n>= 0）个节点的有限集。在任何一个非空树中：（1）有且仅有一个特定的称为“根”的节点；（2）当n>1时，其余节点可分为m（m>0）个互相相关的有限集T1、T2、T3……，其中每一个集合本身又是一棵树，并且称为根的子树。 对于我们这篇文章里讨论的二叉树，它是一种特殊的树形结构，每个节点至多只有两颗子树，并且子树有左右之分，其次序不能随意颠倒。 接下来，我们使用java代码来定义一棵树： 1public class BinNode { 2private int m_Value; 3private BinNode m_Left; 4private BinNode m_Right; 5public void setValue(int m_Value) { 6this.m_Value = m_Value; 7 } 8public int getValue() { 9return m_Value; 10 } 11public void setLeft(BinNode m_Left) { 12this.m_Left = m_Left; 13 } 14public BinNode getLeft() { 15return m_Left; 16 } 17public void setRight(BinNode m_Right) { 18this.m_Right = m_Right; 19 } 20public BinNode getRight() { 21return m_Right; 22 } 23 24public boolean isLeaf() 25 { 26return m_Left == null && m_Right == null; 27 } 28 }
数据结构-二叉树的建立与遍历
《数据结构》实验报告 ◎实验题目:二叉树的建立与遍历 ◎实验目的：1、掌握使用Visual C++6.0上机调试程序的基本方法； 2、掌握二叉树的存储结构和非递归遍 历操作的实现方法。 3、提高自己分析问题和解决问题的能 力，在实践中理解教材上的理论。 ◎实验内容：利用链式存储结构建立二叉树，然后先序输出该二叉树的结点序列，在在本实验中不使用递归的方法，而是用一个栈存储结点的指针，以此完成实验要求。 一、需求分析 1、输入的形式和输入值的范围：根据提示，输入二叉树的括号表示形式，按回车结束。 2、输出的形式：输出结果为先序遍历二叉树所得到的结点序列。 3、程序所能达到的功能：输入二叉树后，该程序可以建立二叉树的链式存储结构，之后按照一定的顺序访问结点并输出相应的值，从而完成二叉树的先序遍历。 4、测试数据：
输入二叉树的括号表示形式:A(B(D(,G)),C(E,F)) 先序遍历结果为:ABDGCEF 是否继续?（是,输入1;否,输入0）:1 输入二叉树的括号表示形式: 二叉树未建立 是否继续?（是,输入1;否,输入0）:0 Press any key to continu e 二概要设计 1、二叉树的链式存储结构是用一个链表来存储一棵二叉树，二叉树中每一个结点用链表中的一个链结点来存储。 每个结点的形式如下图所示。 其中data表示值域，用于存储对应的数据元素，lchild和rchild分别表示左指针域和右指针域，用于分别存储左孩子结点和右孩子结点的存储位置。 2、二叉树的建立
本程序中利用数组存储所输入的二叉树，然后从头到尾扫描数组中的每一个字符根据字符的不同分别执行不同的操作，并用一个存储结点指针的栈辅助完成。在扫描前先申请一个结点作为根结点，也是当前指针所指结点，在二叉树的建立的过程中，每次申请一个新结点，需对其进行初始化，即令lchild域和rchild域为空。按照本程序的思路，二叉树A（B（D（，G）），C（E，F））的链式存储结构如下图所示。二叉树建立的具体过程见详细设计部分。 3、二叉树的先序遍历 在二叉树的先序遍历过程中也需利用一个存储结点指针的栈辅助完成，初始时栈为空，二叉树遍历结束后栈也为空，所以在开始时将头结点入栈，之后根据当前指针所指结点的特性的不同执行不同的操作，以栈空作为二叉树遍历的结束条件。二叉树先序遍历的具体过程见详细设计部分。
《数据结构》课程教学大纲 Data Structure 执笔人：编写日期： 一、课程基本信息 1. 课程编号： 2. 课程性质/类别：必修课 / 专业主干课 3. 学时/学分： 48 学时（另实验16学时） / 4 学分 4. 适用专业：计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息管理与信息系统等专业 二、课程教学目标及学生应达到的能力 数据结构课程是计算机相关专业的专业基础课、必修课程，主要介绍用计算机解决一系列问题特别是非数值信息处理问题时所用的各种组织数据的方法、存储数据结构的方法以及在各种结构上执行操作的算法。通过本课程的学习，要求学生掌握各种数据结构的特点、存储表示、运算方法以及在计算机科学中最基本的应用，培养、训练学生选用合适的数据结构和编写质量高、风格好的应用程序的能力，培养学生分析问题、解决问题的能力，并为后续课程的学习打下良好的理论基础和实践基础。 三、课程教学容与基本要求 （一）绪论（ 3 学时） 1．主要容： （1）介绍什么是数据结构； （2）基本概念和术语: 数据、数据元素、数据对象，以及数据结构的定义、逻辑结构、物理结构（理解）数据类型、抽象数据类型； （3）抽象数据类型的表示与实现； （4）算法和算法分析: 算法的概念、算法设计的要求以及算法效率的度量。 2．基本要求 （1）了解学习数据结构的重要性； （2）掌握数据结构的定义及相关概念和术语； （3）了解抽象数据类型的定义、表示与实现方法； （4）理解算法的概念、特点并掌握度量其效率的基本方法。 3．自学容： 类C语言的书写规。 （二）线性表（ 6 学时） 1．主要容： （1）线性表的抽象数据类型定义和相关概念：数据项、记录、文件等； （2）线性表顺序存储表示和基本操作的实现； （3）线性表的链式存储表示和基本操作的实现； （4）稀疏多项式的抽象数据类型定义、表示和加法的实现。
《数据结构》教案 信息技术学院 软件教研室
课程说明 【目的】 1.数据结构是研究数据组织、存储和运算的一般方法的学科。 ——理解并掌握数据的各种数据结构的原理与算法。 2. 学会分析研究计算机加工的数据结构的性质，以便为应用涉及的数据选择适当的逻辑结构、存储结构及其相应的算法，并初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术。 3.数据结构是编程的基础。程序=数据结构+算法 ——能够以数据结构为基础，进行复杂程序编程,且符合软件工程的规范。 4.数据结构课程重点是培养学生的数据抽象能力。 【内容】 1.数据结构的基本概念（第1章） 2、线性表（第2、 3、 4、5章） 3、树（第6章） 4、图（第7章） 5、查找和排序（第9、10、11章） 【参考书】 1．数据结构严蔚敏清华大学出版社 2. 数据结构（c语言篇）——习题与解析（修订版）李春葆清华大学出版社 【教学安排】
第1章绪论 【教学目的】 1.数据结构的基本概念,介绍数据和数据结构等名词和术语。 2.描述算法的类C语言 3.从时间和空间角度分析算法的方法 【教学要求】 掌握基本概念，了解抽象数据类型，掌握计算语句频度和估算算法时间复杂度，熟悉类C语言的书写规范。 【教学重点与难点】 描述算法的类C语言；抽象数据类型的概念；算法复杂性的分析方法 【教学追记】 1、熟悉各名词、术语的含义，掌握基本概念，特别是数据结构的三个方面（逻辑结构、存储结 构、及其运算）。数据的逻辑结构和存储结构之间的关系。分清哪些是逻辑结构的性质，哪些是存储结构的性质。 2、了解抽象数据类型的定义、表示和实现方法。 3、理解算法五个要素的确切含义：①动态有穷性（能执行结束）；②确定性（对于相同的输入 执行相同的路径）；③有输入；④有输出；⑤可行性（用以描述算法的操作都是足够基本的）。 4、掌握计算语句频度和估算算法时间复杂度的方法。 5、熟悉类C语言的书写规范，对学过C++的学生，比较输入/输出语句cin /cout；动态分配内存 语句new与C语言的区别。 6、本章的授课方法：讲授为主，自学为辅，通过练习掌握概念和方法，可以通过1个编程，理解抽象数据类型的概念 【教学内容】 1.什么是数据结构 2.基本概念和术语 3.抽象数据类型的表示与实现 4.算法和算法分析 1.1什么是数据结构 一、计算机解决具体问题的步骤 1、从具体问题抽象出一个适当的数学模型； 2、设计解此数学模型的算法； 3、编程，进行测试、调整直至得到最终解答。 对数值计算问题可以用数学方程来描述。但是，对许多非数值计算问题无法用数学方程加以描述。需要用表、树、图等数学模型来描述。 二、非数值问题的三个例子 1、图书馆的书目检索系统自动化问题；——表 2、计算机和人对弈问题；——树 3、多叉路口交通灯的管理问题。——图
数据结构练习（二叉树） 学号31301374 姓名张一博班级软件工程1301 . 一、选择题 1．按照二叉树定义，具有3个结点的二叉树共有 C 种形态。 (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 2．具有五层结点的完全二叉树至少有 D 个结点。 (A) 9 (B) 15 (C) 31 (D) 16 3．以下有关二叉树的说法正确的是 B 。 (A) 二叉树的度为2 (B)一棵二叉树的度可以小于2 (C) 至少有一个结点的度为2 (D)任一结点的度均为2 4．已知二叉树的后序遍历是dabec，中序遍历是debac，则其前序遍历是 D 。 （A）acbed （B）decab (C) deabc (D) cedba 5．将一棵有1000个结点的完全二叉树从上到下，从左到右依次进行编号，根结点的编号为1，则编号为49的结点的右孩子编号为 B 。 (A) 98 (B) 99 (C) 50 (D) 没有右孩子 6．对具有100个结点的二叉树，若有二叉链表存储，则其指针域共有 D 为空。 (A) 50 (B) 99 (C) 100 (D) 101 7．设二叉树的深度为h，且只有度为1和0的结点，则此二叉树的结点总数为 C 。 (A) 2h (B) 2h-1 (C) h (D) h+1 8．对一棵满二叉树，m个树叶，n个结点，深度为h，则 D 。 (A) n=h+m (B) h+m=2n (C)m=h-1 (D)n=2h-1 9．某二叉树的先序序列和后序序列正好相反，则下列说法错误的是 A 。 (A) 二叉树不存在 (B) 若二叉树不为空，则二叉树的深度等于结点数 (C) 若二叉树不为空，则任一结点不能同时拥有左孩子和右孩子 (D) 若二叉树不为空，则任一结点的度均为1 10．对二叉树的结点从1开始进行编号，要求每个结点的编号大于其左右孩子的编号，同一结点的左右孩子中，其左孩子的编号小于其右孩子的编号，可采用 A 遍历实现编号。 (A) 先序(B)中序(C)后序(D)层序 11．一个具有1025个结点的二叉树的高h为 C 。 (A) 10 (B)11 (C)11~1025 (D)10~1024 12．设n,m为一棵二叉树上的两个结点，在中序遍历时，n在m前的条件是 C 。 ( A) n在m右方(B)n是m祖先 (C) n在m左方(D) n是m子孙 13．实现对任意二叉树的后序遍历的非递归算法而不使用栈结构，最佳方案是二叉树采用 C 存储结构。 (A) 二叉链表(B) 广义表(C)三叉链表(D)顺序 14. 一棵树可转换成为与其对应的二叉树，则下面叙述正确的是 A 。 (A) 树的先根遍历序列与其对应的二叉树的先序遍历相同 (B) 树的后根遍历序列与其对应的二叉树的后序遍历相同 (C) 树的先根遍历序列与其对应的二叉树的中序遍历相同 (D) 以上都不对 二、填空题 1．对一棵具有n个结点的二叉树，当它为一棵完全二叉树时具有最小高度；当它为单分支二叉树时，具有最大高度。