数据结构教学中的案例巧用
摘要：数据结构是计算机专业的重要课程之一，但由于其理论性过强，缺乏趣味性，学生理解困难，教学效果不好。针对这些现象，文章提出在数据结构课程的教学方式、教学手段、考试方式上引入利用案例驱动的方法，以培养具备扎实的理论基础、较强的实践操作能力和综合表达能力的高素质学生。
关键词：数据结构；案例教学；教学改革
1数据结构课程教学现状及问题
数据结构作为计算机和信息等专业的核心课程，在教学体系中起着举足轻重的作用[1-4]。现阶段国内数据结构课程受主流数据结构教材影响，多以传授知识、利用伪代码描述数据结构及其算法为主，辅以一定的编程实践作为主要的教学模式。在这样的教学模式下，对于当前大众化教育背景下应用型高等工科院校的学生来说，学习掌握数据结构课程，根据实际问题动手设计数据结构算法并能付诸实践成为一个难题，造成这种现象的主要原因有以下几点：
1) 在国内主流的数据结构教材普遍采用伪代码的形式来描述算法，没有源程序，学生在学习过程中，不能“亲眼看见”算法执行流程，从而造成对算法理解的困难。
2) 算法描述过于抽象，不够直观，教师在教学过程中利用“黑板+粉笔”或者PPT都很难形象直观地演示算法，不利于学生理解算法。
3) 传统的教学模式强调理论教学，实践环节不够，造成学生动手能力差，有的学生会考试能做题，却看不懂实现算法的程序，更别说自己动手编程实现算法。“数据结构”在计算机软件开发领域的真正价值无法得到体现。
就以上问题笔者对在数据结构课程教学过程中引入案例驱动的立体化教学改革研究作了初步研究。
2选择设计适当的案例以驱动数据结构课程教学改革
2.1案例的设计与选择
案例选编是数据结构教学改革中的重要环节，选择或设计适合学生、难易得当、繁简相宜的案例，应包含学生已经学过的和即将学到的知识，并以此案例作为驱动进行课程的教学和学习，可以提高学生的学习兴趣和学习效率，达到教学
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/c25880748.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》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）
《数据结构》课程教学设计 一、课程内容体系 1. 基本描述 课程中文名称:数据结构 课程英文译名:Data Structures 总学时:授课 40 学时＋实验 20 学时 授课对象:计算机专业、自动化专业、信息专业、通讯专业、数学专业 课程要求:必修课 课程分类:专业（技术）基础 开课时间:第4学期 先修课:工科数学分析、高级语言程序设计或C++程序设计、集合与图论2. 教学定位 《数据结构》是计算机科学与技术各专业及其相关的一门专业基础课；是计算机科学与技术专业课程体系中的核心课程之一；是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统和其它系统软件、应用软件的重要基础。其后续课程有操作系统、编译原理、数据库系统概论、算法分析、图像处理等。在整个计算机知识体系中，数据结构具有不可替代的作用。瑞士著名的计算机科学家沃思教授曾提出:算法＋数据结构＝程序。算法:是对数据运算的描述；数据结构:是指数据的逻辑结构和存储结构。程序设计的实质是对实际问题选择一种好的数据结构，加之设计一个好的算法，而好的算法在很大程度上取决于描述实际问题的数据结构。由此可见数据结构在解决计算机问题中的重要地位。 学习本课程旨在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，掌握和不断提高运用数据结构解决实际问题的能力。通过本门课程的学习，使学生透彻地理解各种数据结构对象的特点，学会各种数据结构的组织方法和实现方法，并进一步培养良好的程序设计编程能力。同时，学习《数据结构》的过程也是复杂程序设计的训练过程，要求学生编
写的程序结构清楚、正确易读，符合软件过程的规范，从而培养学生的数据抽象能力。因此，要想有效地进行数据组织和程序开发，就必须掌握数据结构的知识。 课程的内容重点立足于基础知识和基础理论的掌握、应用能力的培养以及实践能力的提高。该课程通过一些最常用的数据结构的介绍，阐明了数据结构内在的逻辑关系，讨论它们在计算机中的存储表示，并结合各种典型应用说明它们在进行各种运算时的动态性质及实际的执行算法。具体来说，就是从数据结构的逻辑结构、存储结构和数据的操作三个方面使学生较好的掌握线性表、树、二叉树、图和文件等常用的数据结构的基本概念及构建方法。并掌握在各种常用数据结构上实现的查找和排序算法。同时对算法的时间和空间复杂性有一定的分析能力。在课程学习结束后要求学生针对简单的应用问题，能够选择合适的数据结构设计并编写出有效的算法程序。 本课程是实践性很强的一门课程，不但要求学生要深刻理会相应的基本理论、基本原理等知识，还要求学生亲自动手设计、上机实现各种算法，以达到使学生理论与实践相结合，综合应用各知识点的目的，巩固、加深所学的理论，并培养学生的科学研究能力和创新精神，并为后继课程的学习奠定坚实的基础。 3. 知识点与学时分配 第一章绪论（1学时） 数据结构的基本概念和术语；数据结构在软件系统中的作用；课程的研究和学习内容等；算法及其特征；算法性能度量指标；算法时间和空间复杂性及其分析方法。 第二章线性表（4学时） 线性表的逻辑结构、各种存储结构、基本操作（算法）的实现及性能分析、不同存储结构的比较、线性表的应用等。 第三章栈与队列（4学时） 栈和队列的逻辑结构定义及在两种存储结构上如何实现栈和队列的基本操作。栈和队列的本质区别，并且能在相应的应用问题中正确选用它们。栈和队列的应用。
［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/c25880748.html,ki.1671-5330.2016.02.033
数据结构教案第七章图
第7章图 【学习目标】 1．领会图的类型定义。 2．熟悉图的各种存储结构及其构造算法，了解各种存储结构的特点及其选用原则。 3．熟练掌握图的两种遍历算法。 4．理解各种图的应用问题的算法。 【重点和难点】 图的应用极为广泛，而且图的各种应用问题的算法都比较经典，因此本章重点在于理解各种图的算法及其应用场合。 【知识点】 图的类型定义、图的存储表示、图的深度优先搜索遍历和图的广度优先搜索遍历、无向网的最小生成树、最短路径、拓扑排序、关键路径 【学习指南】 离散数学中的图论是专门研究图性质的一个数学分支，但图论注重研究图的纯数学性质，而数据结构中对图的讨论则侧重于在计算机中如何表示图以及如何实现图的操作和应用等。图是较线性表和树更为复杂的数据结构，因此和线性表、树不同，虽然在遍历图的同时可以对顶点或弧进行各种操作，但更多图的应用问题如求最小生成树和最短路径等在图论的研究中都早已有了特定算法，在本章中主要是介绍它们在计算机中的具体实现。这些算法乍一看都比较难，应多对照具体图例的存储结构进行学习。而图遍历的两种搜索路径和树遍历的两种搜索路径极为相似，应将两者的算法对照学习以便提高学习的效益。 【课前思考】 1. 你有没有发现现在的十字路口的交通灯已从过去的一对改为三对，即每个方向的直行、左拐和右拐能否通行都有相应的交通灯指明。你能否对某个丁字路口的6条通路画出和第一章绪论中介绍的"五叉路口交通管理示意图"相类似的图？ 2. 如果每次让三条路同时通行，那么从图看出哪些路可以同时通行？ 同时可通行的路为：(AB,BC,CA),(AB,BC,BA),(AB,AC,CA),(CB,CA,BC)
《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
第 16 期2013 年 8 月 25 日计算机教育 Computer Education 中图分类号：G642 90 0 引 言 数据结构是高等学校计算机科学与技术相关专业的一门必修基础课，对于训练学生进行复杂程序设计和养成良好程序设计习惯具有重要作用。它上承计算机导论、程序设计语言、离散数学等基础课程，下启算法设计与分析和计算复杂性理论，是数据库、软件工程、编译原理、操作系统等计算机专业核心课程的先修课，只要学生毕业后还从事与计算机软、硬件开发相关的工作，数据结构的知识必然会或多或少地用到。此外，该课程中的很多结构和算法也是更高层次的计算机应用技术领域，如人工智能、模式识别、机器学习、网络信息处理、多媒体技术等课程的根基所在。 目前，数据结构课程的教学多以传授知识、描述抽象数据结构及其存储和算法为主，并辅以一定的上机实验。由于该课程知识点较多，且相对独立，许多学生在学完该课程后，大都能看懂数据结构的算法描述却无法针对实际问题设计相关的结构和算法[1]。案例教学是一种非常有发展潜力的教学模式，在课堂教学中，如果能够设计有具体应用背景及可满足不同层次学生需要的综合性案例，并指导学生对其进行积极的思考、分析、讨论和编程实现，将会极大地帮助学生深刻理解问题的原理和本质，起到举一反三、融会贯通的效果。 1 数据结构课程教学中的主要问题 数据结构是一门实践性很强的课程，其内容涵盖了线性表、栈、队列、数组、串、树、图、查找和排序等许多知识，目前的教学主要强调不同类型数据的逻辑结构、存储结构和基本运算的实现。由于不同类型的结构之间相对分离，知识点相互独立，学生在学习的过程中并不能很好地将课程的内容连贯在一起形成一个整体。另外，课堂教学中的举例一般只偏重于某个具体的知识点，使得课程综合性不够，而且与实际应用联系不够紧密。学生在学习该课程的过程中并没有学 文章编号：1672-5913(2013)16-0090-05 “数据结构”课程教学中的案例设计及应用 袁和金 （华北电力大学 计算机系，河北 保定 071003） 摘 要：针对目前数据结构课程教学中存在的理论与实践脱节，以及学生运用所学知识解决实际问题能力不强的问题，探讨案例在数据结构教学中的作用和意义，并以图的拓扑排序算法为例详细说明案例的设计方法和原则。 关键词：案例；数据结构；拓扑排序 作者简介：袁和金，男，副教授，研究方向为模式识别、计算机视觉，yhj_1977@https://www.doczj.com/doc/c25880748.html,。
《数据结构》课程教学大纲 本课程教学大纲依据网工专业2015级人才培养方案制定。 一、课程说明 课程名称：数据结构课程编号：1261D03 总学时：80学时总学分：5.5学分 学时分配：理论56学时，上机24学时 课程性质：专业必修课 先修课程：C语言程序设计适用专业：网工 开课学期：第二学期 二、教学目标与要求 教学目标： 通过本课程教学，使学生了解计算机科学各领域的数据结构知识，及有关的应用软件所要用到的各种数据结构知识，理解常用的数据结构及内在的逻辑关系，掌握计算机软件设计中的算法知识，熟悉软件设计和编程技能，旨在培养初步对不同的存储结构和相应算法的对比，有一定的算法改进能力，并为学生日后从事软件开发和程序员奠定基础。同时，作为编译程序、操作系统、数据库系统课程学习的理论基础，也为学生后续课程的顺利学习提供条件。 教学要求: 通过本课程的学习，在基础方面，要求学生能够掌握常用数据结构的基本概念及其不同的实现方法；在技能方面，通过系统学习能够在不同存储结构上实现不同的运算，并对算法设计的方式和技巧有所体会。总言之，使应用者较全面的掌握各种常用的数据结构，提高运用数据结构解决实际问题的能力。 学习本课程必须具备高级语言程序设计（如C语言）的基础知识与基本技能。它的后续课程为操作系统、数据库原理等。数据结构中存储结构及基本运算的实现需要程序设计的基本知识和编程的经验及能力，本课程的大部分实例均是用C语言实现的，故要求较熟练地掌握C语言。通过本课程的学习，使学生深透地理解数据结构的逻辑结构和物理结构的基本概念以及有关算法，培养基本的、良好的程序设计技能，编制高效可靠的程序，为学习操作系统、编译原理和数据库等课程奠定基础。 教学重点： 1.掌握数据结构的概念及术语。 2.掌握线性表（栈、队列）的存储结构（顺序和链式存储）、算法描述及应用。 3.掌握数组的顺序存储和特殊矩阵的压缩存储。 4.掌握树的基本概念和术语，掌握二叉树的基本性质和特点、存储结构及算法描述、二
江西科技师范大学实验报告课程教学技能实训 系别 班级 学号 姓名 报告规格 一、实验目的 二、实验原理 三、实验仪器四、实验方法及步骤 五、实验记录及数据处理 六、误差分析及问题讨论
一、教学思想 1、关于“数据结构” 《数据结构》是计算机科学与技术各专业及其相关的一门专业基础课；是计算机科学与技术专业课程体系中的核心课程之一；是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统和其它系统软件、应用软件的重要基础。其后续课程有操作系统、编译原理、数据库系统概论、算法分析、图像处理等。在整个计算机知识体系中，数据结构具有不可替代的作用。瑞士著名的计算机科学家沃思教授曾提出:算法＋数据结构＝程序。算法:是对数据运算的描述；数据结构:是指数据的逻辑结构和存储结构。程序设计的实质是对实际问题选择一种好的数据结构，加之设计一个好的算法，而好的算法在很大程度上取决于描述实际问题的数据结构。由此可见数据结构在解决计算机问题中的重要地位。 《数据结构》其主要研究内容是数据之间的逻辑关系和物理实现，即探索有利的数据组织形式及存取方式。有关计算机的各类软件的开发和设计，首先要考虑数据的表示，即使用何种类型的数据结构。因此，如何更好地解决实际问题，仅仅依赖几种计算机程序设计语言是不够的，还必须学习和掌握好数据结构的有关知识。当我们使用计算机来处理一个具体问题时，一般需要经过下列几个步骤：首先要从该具体问题抽象出一个恰当的数学模型，然后设计出解决此类数学模型的算法，再编写相应的程序并进行调试、测试，运行程序并最后得到答案。 早期计算机为解决问题而涉及的运算对象都是一些简单的数据类型，如整型、实型或布尔类型数据，所以一般把着重点放在程序设计的技巧上，而不必重视数据结构。随着计算机的发展，它的应用领域的不断扩大，涉及非数值计算问题的应用所占的比例越来越大，许多问题涉及到的处理对象不再是简单的数据类型，其形式更加多样，结构更为复杂，因此，解决这类问题的关键不再是数学分析和计算方法，而是要设计出合适的数据结构，以便更有效地解决问题。 学习本课程旨在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，掌握和不断提高运用数据结构解决实际问题的能力。通过本门课程的学习，使学生透彻地理解各种数据结构对象的特点，学会各种数据结构的组织方法和实现方法，并进一步培养良好的程序设计编程能力。同时，学习 指导老师：第页
《数据结构》教案
安庆师范学院 教案（课时计划） 课程名称：数据结构 授课班级： 授课地点： 主讲教师：程玉胜 2
2015----2016 学年第2学期 3
目录 01、数据结构的概念及相关术语 02、抽象数据类型的表示与实现、算法和算法分析 03、线性表的类型定义、线性表的顺序表示和实现 04、线性表的链式表示和实现（线性链表） 05、循环链表、双向链表、一元多项式的表示及相加 06、栈、栈应用举例（数制转换、括号匹配、行编辑） 07、迷宫求解、表达式求值、栈与递归的实现 08、队列 09、机动 10、习题课 11、串类型的定义、串的表示和实现 4
12、串的模式匹配算法、串操作应用举例 13、数组的定义、顺序表示和实现、矩阵的压缩存储 14、稀疏矩阵的存储结构、广义表 15、树的定义和基本术语、二叉树的定义 16、二叉树的性质、二叉树的存储结构 17、遍历二叉树和线索二叉树 18、树和森林 19、赫夫曼树及其应用 20、习题课 21、图的定义和术语、图的存储结构 22、十字链表、邻接多重表、图的遍历 23、图的连通性问题 24、有向无环图及其应用 25、最短路径 26、静态查找表 27、二叉排序树和平衡二叉树 5
28、B-树和B+树 29、哈希表 30、排序概述、插入排序 31、快速排序、选择排序 32、归并排序、基数排序 33、外部排序、各种排序方法的比较 34、文件 编号 1 周次1日期9.3课时安排2课题数据结构的概念及相关术语 教材的重点、难点分析重点：(1)数据结构的逻辑结构 (2)数据结构的存储结构 (3)抽象数据类型的概念 教学目标掌握数据、数据元素、数据对象的概念 熟练掌握数据结构的概念及其逻 6
《数据结构》课程教案 课程类别：专业基础课 适用专业：计算机应用技术 授课学时：32学时 课程学分：4学分 一、课程性质、任务 课程性质：《数据结构》是计算机应用技术专业的必修课程，也是研究如何对数据进行组织和设计、如何编制高效率的处理程序的一门基础学科。 课程任务： 1、学习计算机程序编写中的数据组织和设计； 2、数据的物理结构和逻辑结构； 3、经典算法的设计和算法效率的分析。 二、课程培养目标： （一）知识目标 通过理论学习和程序的编写，使学生系统地掌握程序中数据的组织、数据的物理结构和逻辑结构，在重要算法的实现上逐步提高编程能力。 （二）技能目标 通过课程的学习，让学生掌握重要的数据结构，对数据的逻辑结构和物理结构有深入的理解，同时能编写出使用重要算法知识的程序，并运用所学知识编写程序解决实际中的问题。 （三）素质目标 通过课程的学习，让学习学会自学，培养学生的自学能力、克服学习困难的能力，同时让学生掌握计算机编程中数据结构的学习方法，并养成严谨、认真、仔细、踏实、上进的好习惯。 三、选用教材与参考资料 教材版本信息 《数据结构与算法简明教程（Java语言版）》清华大学出版社叶小平陈瑛主编 教材使用评价 本教材经过两年的使用，得到了读者一致认可，同时也在不断改进，适合高职高专教学使用，内容基础、重难点突出，符合高职高专“理论够用、注重实践”的要求。
选用的参考资料 严蔚敏.吴伟民《数据结构（C语言版）》.清华大学出版社.2009年版 殷人昆.《数据结构》.清华大学出版社.1999年版 《C语言程序设计》.石油大学出版社 《C语言程序设计》.中国石油大学出版社.2006年版 四、本课程与其他课程的联系与分工 先修课程 《离散数学》、《程序设计基础》 后续课程 《面向对象技术》、《操作系统》 与其他课程配合与取舍情况 《数据结构》与《离散数学》知识点结合较多，《离散数学》讲求逻辑思维能力的培养和训练，《数据结构》中逻辑结构的学习也需要逻辑思维能力做铺垫。同时《程序设计基础》课程也为学习《数据结构》打下了基础，对于本课程的教材，我们采用C语言来描述数据结构，因此程序设计基础也是以C语言作为的对象。本课程也与《算法设计与分析》结合得很紧密，因此在学习中我们也会引入常见算法的学习，达到两者共同促进的目的。 五、课程教学内容与基本要求 第一章数据结构导论 （一）、教学内容 第一节数据结构的基本概念 一、引言 二、数据结构有关概念及术语 第二节算法和算法描述 一、什么是算法 二、算法描述工具——类C语言 第三节算法评价 一、时间 二、空间 （二）、教学目的要求 通过本章的学习让学生了解数算法的基本概念，理解如何运用类C语言来描述算法，掌握据结构的概念和相关术语、算法的描述方法，学会从程序中分析算法效率和用函数式表示该程序的算法效率。 在学完本章后，要求学生对数据结构的涉及领域有大体的认识，同时了解数据结构的作用，明确数据结构和程序开发的关系。通过对算法效率的分析，学会使用这一知识点来优化自己所写程序的执行效率。
数据结构课程设计报告题目：哈夫曼树和编码应用 学生姓名： 学号： 班级： 指导教师： 2011年 6 月3日
目录 ●课程设计目的------------------------3 ●课程设计题目------------------------3 ●需求分析----------------------------4 ●设计原理----------------------------4 ●系统功能框架图----------------------5 ●流程图------------------------------6 ●设计思路----------------------------7 1.主函数 2.创建哈夫曼树 3.输出哈夫曼树 4.对哈夫曼树进行编码 5.译码 ●程序源代码--------------------------8 ●运行结果----------------------------13 ●实验心得----------------------------21
一、课程设计目的 本课程设计的目的就是要达到理论与实际应用相结合，使同学们能够根据数据对象的特性，学会数据组织的方法，能把现实世界中的实际问题在计算机内部表示出来，并培养基本的、良好的程序设计技能。 学习数据结构是为了将实际问题中所涉及的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理。通过课程设计可以提高学生的思维能力，促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。 二、课程设计题目--哈夫曼树和编码应用 （1）从终端读入字符集大小n，以及n个字符和n个权值，建立哈夫曼树的存储结构； （2）利用已经建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件htmTree中读入），对给定的n个字符正文进行编码，并输出每个字符的编码。 （3）利用已建好的哈夫曼树，对给定的一个哈夫曼编码进行译码，判断此编码对应的字符序列，并输出结果。 三、需求分析 1、利用哈夫曼编码进行信息通信可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码（复原）。对于双工信道（既可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译码系统。本次设计就是为这样的信息收发站写的一个哈夫曼的编/译码器。 本实验要求： 2、本演示程序中，用户可以输入键盘中的任意字符，长度为任意长，字符输入顺序不限，且允许出现重码 3、演示程序以用户与计算机的对话方式执行，即在计算机终端上显示“提示信息”
数据结构教案C语言版 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
课程教案 课程名称：数据结构 授课教师： 学习对象： 任课时间： 一、学生情况分析 数据结构是计算机专业的一门核心专业课程。学生在前期的学习中已经学习了C语言程序设计课程。通过本课程学习使学生对提高编写程序的能力以及解决实际问题的能力。 二、课程教学目标 《数据结构》是计算机学科中一门核心专业基础课。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。通过本课程的学习，使学生深透地理解数据结构的逻辑结构和物理结构的基本概念以及有关算法，培养基本的、良好的程序设计技能，编制高效可靠的程序，为学习操作系统、编译原理和数据库等课程奠定基础。 三、课程教学内容 第一章绪论 教学内容： 1）什么是数据结构
2）抽象数据类型概念；数据类型；数据抽象与抽象数据类型；用于描述数据结构的语言 3）数据结构的抽象层次 4）算法定义 5）性能分析与度量；算法的性能标准；算法的后期测试；算法的事前估计；空间复杂度度量；时间复杂度度量；时间复杂度的渐进表示法； 教学要求： 了解：数据结构基本概念及数据结构的抽象层次 了解：抽象数据类型概念 了解：算法的定义及算法特性 掌握：算法的性能分析与度量方法 第二章线性表 教学内容： 1）线性表的定义和特点 2）线性表的顺序存储及查找、插入和删除操作 3）线性表的链式存储及查找、插入和删除操作 4）使用线性表的实例 教学要求： 了解：线性表的定义和特点 熟练掌握：线性表的顺序存储结构的查找、插入和删除等基本操作 熟练掌握：单链表、循环链表及双向链表的定义及实现 掌握：熟练掌握单链表的应用方法
数据结构是计算机专业和电子信息专业的重要专业基础课程之一。是介于数学、计算机硬件和计算机软件之间的一门核心课程。在计算机课程体系中起到承上启下的作用，它是操作系统、软件工程、数据库、编译原理、计算机图形学等课程的基础。 １、数据结构的教学现状 经数据结构课程教学实践中发现，学生普遍感觉数据结构抽象难懂，对于数据结构如何应用也比较迷茫。究其原因主要有：１）、教学方法单一，理论教学一般采取老师讲，学生听式的“填鸭子”教学法，数据结构内容本身就较抽象，学生听起来更加感觉枯燥难懂。２）、理论和应用相脱节，学生学习了概念和算法，但却不知道这些知识有什么用，怎么用。由于不了解这些知识的关联性，也无法与实际应用联系起来，严重地影响了学生的学习积极性。３）、程序设计的知识掌握得不牢固，数据结构的教材一般用类Ｃ语言来描述算法，学生对以前所学的程序设计语言掌握不好也会影响到本课程的学习。 ２、案例教学概述 案例教学法是一种运用实证来引入情景，启发分析、演绎、推断、归纳、 浅谈案例教学 在数据结构课程中的实践应用 罗淇方 广西民族大学数学与计算机科学学院 和解决实际问题的方法。案例教学法最早起源于哈佛大学商学院，至今已有百年的历史。经过长期的教学实践，案例教学法以其独特的教学理念、鲜活的教学方法被推广到许多课程中，已经成为一种极具发展潜力的教学模式。围绕教师所提供的案例，学生在教师的引导下，积极进行联想、思考、分析、讨论和实践，从而深刻理解问题的原理和本质，系统地掌握所学的科学技术知识。它是养成探究性的学习态度和培养相互交流、分析问题和解决问题能力的重要手段。 数据结构教学中的难点在于如何将抽象的概念和算法具体化，如何灵活运用所学的知识。为了解决这个难题，在教学中尽量要将课程内容和实际要解决的问题联系起来。因此，在数据结构的教学过程中，采用案例教学法可以达到较好的学习效果。 ３、数据结构案例的选取和设计 ３．１案例的选取要具有典型性 在数据结构案例素材搜集的过程中，应注重典型素材的搜集。学生在对案例进行分析的过程中，将充分运用所学习的数据结构和相关学科的理论知识对新的信息重新解析和构建，选取具有很强代表性的案例，学生才能在学习案例的过程中完善原有的认知结构，达到举一反三，触类旁通的效果。 ３．２案例的选取要生动有趣 知识是在具体情境中建构的，只有生动的、丰富的具体情境才能有效地激起学生的求知欲望，因此我们在课堂上所举的数据结构案例都是既生动又有趣的贴近生活的实例，这样能更好地诠释数据结构理论，从而变抽象为具体。 ４、案例教学在数据结构教学中的具体实施方法 ４．１课堂前案例准备 案例教学可以在讲解概念时使用，也可以在每一章结束之后举一个综合并与现实生活贴近的案例，这样即达到复习知识的作用，也可以让学生感到能学以致用。如在学习线性表一章结束之后可以举一个对某商厦家电部的库存进行管理的案例，要实现的操作包括初始化、创建表、插入、删除、更新数据。教师在上课前就把案例的内容布置给学生，让学生在课前就做好相应的知识储备，并对案例写出自己的设计方案和初步的算法。 ４． ２课堂案例讨论 在案例教学中，应充分发挥学生自主思考和自主学习的能力，应充分给予学生自我思考和发挥创造性思维的空间。同学们可以课堂上讨论，拿出自己的方案和算法相互比较相学习。经过一番讨论之后老师再进行总结，并提供一个或多个答案供学生参考。这样学生参与到了整个案例分析到设计的过程，从而最大限度地调动了学生学习的积极性。学生在讨论分析中充分表现自己，锻炼自己的思想方法，在和同学的讨论中不断完善自己的知识。 ４．３用设问引导案例分析 问题是案例教学不可分割的一部分，问题引导课堂学习，可以大大激发学生自主学习和独立思维的能力。教师要根据教学目标和实际应用的需求，为学生创设有利于探索的问题。在商厦家电部的库存管理案例中，会涉及数据的存储方式问题，这时教师可以列举如下一些问题：采用什么样的存储方式，是顺序存储？还是链式存储？如是链式存储，是 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１０．１９．１２２
数据结构教学中的案例巧用 摘要：数据结构是计算机专业的重要课程之一，但由于其理论性过强，缺乏趣味性，学生理解困难，教学效果不好。针对这些现象，文章提出在数据结构课程的教学方式、教学手段、考试方式上引入利用案例驱动的方法，以培养具备扎实的理论基础、较强的实践操作能力和综合表达能力的高素质学生。 关键词：数据结构；案例教学；教学改革 1数据结构课程教学现状及问题 数据结构作为计算机和信息等专业的核心课程，在教学体系中起着举足轻重的作用[1-4]。现阶段国内数据结构课程受主流数据结构教材影响，多以传授知识、利用伪代码描述数据结构及其算法为主，辅以一定的编程实践作为主要的教学模式。在这样的教学模式下，对于当前大众化教育背景下应用型高等工科院校的学生来说，学习掌握数据结构课程，根据实际问题动手设计数据结构算法并能付诸实践成为一个难题，造成这种现象的主要原因有以下几点： 1) 在国内主流的数据结构教材普遍采用伪代码的形式来描述算法，没有源程序，学生在学习过程中，不能“亲眼看见”算法执行流程，从而造成对算法理解的困难。 2) 算法描述过于抽象，不够直观，教师在教学过程中利用“黑板+粉笔”或者PPT都很难形象直观地演示算法，不利于学生理解算法。 3) 传统的教学模式强调理论教学，实践环节不够，造成学生动手能力差，有的学生会考试能做题，却看不懂实现算法的程序，更别说自己动手编程实现算法。“数据结构”在计算机软件开发领域的真正价值无法得到体现。 就以上问题笔者对在数据结构课程教学过程中引入案例驱动的立体化教学改革研究作了初步研究。 2选择设计适当的案例以驱动数据结构课程教学改革 2.1案例的设计与选择 案例选编是数据结构教学改革中的重要环节，选择或设计适合学生、难易得当、繁简相宜的案例，应包含学生已经学过的和即将学到的知识，并以此案例作为驱动进行课程的教学和学习，可以提高学生的学习兴趣和学习效率，达到教学
数据结构课后习题参考答案 第一章绪论 1.3 (1) O(n) (2)(2)O(n) (3)(3)O(n) (4)(4)O(n12) (5)(5)执行程序段的过程中，x,y值变化如下： 循环次数x y 0（初始）91 100 1 9 2 100 2 9 3 100 ……………… 9 100 100 10 101 100 11 91 99 12 92 100 ……………… 20 101 99 21 91 98 ……………… 30 101 98 31 91 97 到y=0时，要执行10*100次，可记为O（10*y）=O（n） 1.5 2100 , (23)n , log2n , n12 ,n32, (32)n , n log2n , 2 n ,n! , n n 第二章线性表(参考答案) 在以下习题解答中，假定使用如下类型定义： （1）顺序存储结构： #define MAXSIZE 1024 typedef int ElemType; 实际上，ElemType可以是任意类型 typedef struct { ElemType data[MAXSIZE]; int last; last表示终端结点在向量中的位置 }sequenlist; （2）链式存储结构（单链表） typedef struct node {ElemType data; struct node *next； }linklist; （3）链式存储结构（双链表） typedef struct node {ElemType data; struct node *prior,*next； }dlinklist; （4）静态链表 typedef struct {ElemType data; int next;
课程简介 人们在运用程序设计语言编写程序的过程中发现所有的数据都可以抽象为三种结构，而对这些数据的所有操作都可以转化为对这三种数据的几种基本操作，而大多数的程序设计技巧都可以抽象为一些最基本的算法。于是人们逐步发展了一门称为数据结构（或数据结构与算法）的计算机科学，它广泛应用于计算机领域。 数据结构是信息与计算专业的核心基础课程之一。数据是计算机处理的对象，本课程研究的数据是非数值性、结构性的数据。学习本课程要求掌握各种主要数据结构的特点、计算机内的表示方法，以及处理数据的算法，对于算法所花费的时间和空间代价的分析也要求有一定程度的了解和掌握。通过本课程的学习，使学生透彻地理解各种数据对象的特点，学会数据的组织方法和实现方法，并进一步培养基本的良好的程序设计能力。本课程主要包括如下三个方面的内容： 1．基本数据结构：线性表、栈、队列、串、数组和广义表，掌握它们的特点、表示和实现，对静态结构要求非常熟练的编程上机实现，对动态结构要求逐步熟悉链表的表示，通过模仿实验教程中的例子，掌握编程技巧。强调类C语言的书写规范，特别注意参数的区别，输入输出的方式和错误处理方式，以及抽象数据类型的表示和实现。能熟练完成以下的应用：多项式的计算、语法检查、回朔算法、递归算法、表达式求值、离散事件模拟、文字的编辑和稀疏矩阵进行矩阵运算采用的处理方法。 2．复杂数据结构：树、二叉树、图。掌握它们的定义和特点、表示和实现，特别注意与基本数据结构的区别，掌握各种遍历的递归和非递归算法，能熟练完成以下的应用：最优树、Huffman编码、拓扑排序、关键路径和最短路径问题。 3．数据结构的应用：查找和内部排序。熟练掌握静态查找表的查找方法和实现，了解哈希表的构造和查找方法。掌握各种内部排序方法的基本思想、算法特点、排序过程以及它们的时间复杂度分析。
课程教案 课程名称：数据结构授课教师： 学习对象： 任课时间： 一、学生情况分析
数据结构是计算机专业的一门核心专业课程。学生在前期的学习中已经学习了C语言程序设计课程。通过本课程学习使学生对提高编写程序的能力以及解决实际问题的能力。 二、课程教学目标 《数据结构》是计算机学科中一门核心专业基础课。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。通过本课程的学习，使学生深透地理解数据结构的逻辑结构和物理结构的基本概念以及有关算法，培养基本的、良好的程序设计技能，编制高效可靠的程序，为学习操作系统、编译原理和数据库等课程奠定基础。 三、课程教学内容 第一章绪论 教学内容： 1）什么是数据结构 2）抽象数据类型概念；数据类型；数据抽象与抽象数据类型；用于描述数据结构的语言 3）数据结构的抽象层次 4）算法定义 5）性能分析与度量；算法的性能标准；算法的后期测试；算法 的事前估计；空间复杂度度量；时间复杂度度量；时间复杂度 的渐进表示法； 教学要求： 了解：数据结构基本概念及数据结构的抽象层次 了解：抽象数据类型概念
了解：算法的定义及算法特性 掌握：算法的性能分析与度量方法 第二章线性表 教学内容： 1）线性表的定义和特点 2）线性表的顺序存储及查找、插入和删除操作 3）线性表的链式存储及查找、插入和删除操作 4）使用线性表的实例 教学要求： 了解：线性表的定义和特点 熟练掌握：线性表的顺序存储结构的查找、插入和删除等基本操作 熟练掌握：单链表、循环链表及双向链表的定义及实现 掌握：熟练掌握单链表的应用方法 第三章栈和队列 教学内容： 1）栈：栈的抽象数据类型；栈的顺序存储表示；栈的链式存储表示 2）队列：队列的抽象数据类型；队列的顺序存储表示；队列的链式存储表示 3）队列的应用举例 教学要求：