《数据结构》教案
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数据结构教学设计教案教学设计教案:数据结构一、教学目标本教学设计旨在帮助学生全面了解数据结构的基本概念、常用数据结构及其应用,并能够运用所学知识解决实际问题。
具体目标如下:1. 掌握数据结构的基本概念,包括数据、数据元素、数据对象、数据项、数据类型等。
2. 理解数据结构的逻辑结构,包括线性结构、树形结构、图形结构等,并能够灵活运用。
3. 熟悉常用的数据结构,如数组、链表、栈、队列、树、图等,了解它们的特点、操作和应用场景。
4. 能够分析和评价不同数据结构的优缺点,选择合适的数据结构解决实际问题。
5. 能够运用所学知识设计和实现简单的数据结构,如线性表、二叉树等。
二、教学内容本教学设计主要包括以下几个方面的内容:1. 数据结构的基本概念和逻辑结构的介绍。
2. 常用数据结构的特点、操作和应用场景。
3. 数据结构的算法分析和评价。
4. 数据结构的设计和实现。
三、教学方法本教学设计采用以下教学方法:1. 讲授法:通过讲解理论知识,介绍数据结构的基本概念、逻辑结构和常用数据结构的特点、操作等。
2. 实例法:通过实际案例分析,演示数据结构的应用场景和解决问题的方法。
3. 实践法:通过编写程序,实现简单的数据结构,加深学生对数据结构的理解和应用能力。
四、教学步骤1. 引入:通过引入一个实际问题,引发学生对数据结构的兴趣和思考,激发学习的动力。
2. 理论讲解:首先介绍数据结构的基本概念,如数据、数据元素、数据对象等,然后详细讲解不同逻辑结构的特点和应用场景。
3. 实例分析:通过具体案例,演示不同数据结构的应用,如使用数组实现线性表、使用链表实现栈等,让学生理解不同数据结构的操作和使用方法。
4. 算法分析:介绍数据结构的算法分析方法,如时间复杂度和空间复杂度的计算,让学生能够评价不同数据结构的优劣。
5. 设计实现:引导学生设计和实现简单的数据结构,如线性表、二叉树等,加深对数据结构的理解和应用能力。
6. 总结归纳:对本节课的内容进行总结和归纳,强调重点和难点,解答学生的疑问。
数据结构教学设计教案教学设计教案:数据结构一、教学目标本节课的教学目标是使学生能够:1. 理解数据结构的基本概念和常用术语;2. 掌握线性结构、树形结构和图形结构的基本知识;3. 理解数据结构的应用场景和重要性;4. 能够使用适当的数据结构解决实际问题。
二、教学内容1. 数据结构的定义和分类;2. 线性结构:数组、链表、栈和队列;3. 树形结构:二叉树、堆和哈夫曼树;4. 图形结构:有向图和无向图;5. 数据结构的应用场景和实际案例。
三、教学过程本节课的教学过程分为以下几个环节:1. 导入(5分钟)教师可以通过提问的方式引导学生回顾上一节课所学的内容,例如:什么是算法?算法和数据结构有什么关系?2. 知识讲解(15分钟)教师通过PPT或者黑板等方式,向学生介绍数据结构的基本概念和分类。
教师可以通过图示和实例来匡助学生理解不同类型的数据结构。
3. 线性结构的讲解(20分钟)教师挨次讲解数组、链表、栈和队列的定义、特点和应用。
教师可以结合实际案例和图示来说明不同线性结构的使用场景和操作方法。
4. 树形结构的讲解(20分钟)教师讲解二叉树、堆和哈夫曼树的定义、特点和应用。
教师可以使用图示和实例来匡助学生理解树形结构的层次关系和操作方法。
5. 图形结构的讲解(20分钟)教师讲解有向图和无向图的定义、特点和应用。
教师可以通过图示和实例来说明图形结构的节点和边的关系以及图的遍历方法。
6. 应用案例分析(20分钟)教师通过实际案例,如迷宫问题、图的最短路径等,来展示数据结构在解决实际问题中的应用。
教师可以引导学生思量如何选择合适的数据结构来解决具体问题。
7. 总结与小结(10分钟)教师对本节课的内容进行总结,并强调数据结构的重要性和应用价值。
教师可以提出几个问题,让学生进行思量和回答,以检验他们对本节课所学内容的掌握情况。
四、教学资源1. PPT或者黑板;2. 图示和实例;3. 实际案例和问题。
五、教学评估1. 课堂提问:教师可以随机提问学生,考察他们对数据结构的理解和应用能力;2. 练习题:教师可以布置一些练习题,让学生巩固所学知识,并检验他们的学习效果;3. 课后作业:教师可以布置一些作业,要求学生运用所学的数据结构知识解决实际问题。
《数据结构》课程教案一、引言数据结构是计算机科学中非常重要的一门课程,它涉及到对数据的组织、存储和访问方法的研究。
数据结构的学习能够帮助学生建立起对计算机中数据处理的基本概念和方法的理解,并培养学生分析和解决实际问题的能力。
本教案旨在为《数据结构》课程提供一套系统的教学计划,以确保学生能够全面掌握该学科的知识和技能。
二、教学目标本课程的主要教学目标如下:1. 掌握常见的数据结构,包括线性表、栈、队列、树、图等,并理解它们的基本概念与特点;2. 理解各种数据结构之间的联系与区别,能够根据问题需求选择合适的数据结构;3. 学习并掌握常用的数据结构算法,如查找、排序等;4. 培养学生分析和解决实际问题的能力,提高编程实践的能力;5. 增强学生的团队合作与沟通能力,通过小组项目实践提升学生能力。
三、教学内容与安排本课程的教学内容将按照以下顺序进行讲解和实践操作:第一章:绪论1. 数据结构的基本概念与作用;2. 学习数据结构的意义与价值;3. 课程的教学方法和学习要求。
第二章:线性表1. 线性表的定义与分类;2. 线性表的顺序存储结构与链式存储结构;3. 线性表的基本运算和实例分析。
第三章:栈与队列1. 栈的定义与基本操作;2. 栈的应用场景与实例分析;3. 队列的定义与基本操作;4. 队列的应用场景与实例分析。
第四章:树与二叉树1. 树的定义与基本术语;2. 二叉树的定义与性质;3. 二叉树的遍历方法与实例分析;4. 哈夫曼树的构建与应用。
第五章:图1. 图的定义与基本术语;2. 图的存储方式与基本操作;3. 图的遍历算法与实例分析;4. 最短路径算法与实例分析。
第六章:查找算法1. 顺序查找与二分查找;2. 哈希查找的原理与实现方法。
第七章:排序算法1. 冒泡排序与插入排序;2. 快速排序与归并排序;3. 堆排序与希尔排序。
第八章:课程总结与展望1. 对整个课程内容的回顾;2. 对数据结构的进一步学习与应用的展望;3. 学生反馈与教师建议。
《数据结构》教案(精华版)《数据结构》教案(精华版)前言数据结构是计算机学科中的重要基础课程,它涉及到数据的存储、组织和管理。
本教案旨在帮助学生掌握数据结构的基本概念、算法和应用,提高其解决实际问题的能力。
第一章:引言在本章中,我们将介绍数据结构的基本概念和重要性。
学生将了解到数据结构在计算机科学中的作用,以及为什么学习数据结构对于他们的职业发展至关重要。
1.1 数据结构的定义数据结构是一种组织和存储数据的方式,它涉及到数据元素之间的关系,以及对这些关系的操作。
1.2 数据结构的分类数据结构可以分为线性结构和非线性结构。
线性结构中的数据元素之间存在一个明确的顺序关系,而非线性结构中的数据元素之间没有固定的顺序关系。
1.3 数据结构的应用数据结构在计算机科学中有广泛的应用。
例如,在数据库管理系统中,数据结构被用来组织和管理大量的数据;在图形图像处理中,数据结构被用来存储和操作图像数据。
第二章:线性结构本章将介绍线性结构,包括线性表、栈和队列。
学生将学习这些线性结构的定义、实现和应用。
2.1 线性表线性表是一种最简单的数据结构,它由一组数据元素组成,这些元素按照线性的顺序存储。
2.2 栈栈是一种特殊的线性表,它具有“先进后出”的特点。
学生将学习栈的定义、实现和常见应用。
2.3 队列队列是另一种特殊的线性表,它具有“先进先出”的特点。
学生将学习队列的定义、实现和应用。
第三章:树结构本章将介绍树结构,包括二叉树、搜索树和平衡树。
学生将学习这些树结构的定义、实现和应用。
3.1 二叉树二叉树是一种常见的树结构,它的每个节点最多有两个子节点。
学生将学习二叉树的定义、实现和遍历算法。
3.2 搜索树搜索树是一种特殊的二叉树,它的每个节点都符合一定的大小关系。
学生将学习搜索树的定义、实现和查找算法。
3.3 平衡树平衡树是一种自平衡的二叉树,它可以保持树的高度平衡。
学生将学习平衡树的定义、实现和平衡算法。
第四章:图结构本章将介绍图结构,包括无向图和有向图。
数据结构教学设计教案教学设计教案:数据结构一、教学目标本教学设计旨在匡助学生全面理解数据结构的基本概念、原理和应用,在解决实际问题时能够灵便运用各种数据结构,提高问题解决能力和编程实践能力。
二、教学内容1. 数据结构的基本概念:数据、数据元素、数据对象、数据类型、数据结构的分类等。
2. 线性表:顺序表、链表、栈、队列。
3. 树形结构:二叉树、二叉搜索树、平衡二叉树、堆、哈夫曼树。
4. 图结构:图的存储结构、图的遍历算法、最短路径算法、最小生成树算法。
5. 查找算法:顺序查找、二分查找、哈希查找。
6. 排序算法:插入排序、冒泡排序、选择排序、快速排序、归并排序、堆排序。
三、教学步骤1. 导入与激发兴趣(10分钟)- 引入数据结构的概念,通过实际例子解释数据结构在日常生活和计算机科学中的重要性。
- 引起学生对数据结构的兴趣,激发学习的动力。
2. 理论讲解与示例演示(30分钟)- 介绍数据结构的基本概念和分类,让学生了解不同数据结构的特点和适合场景。
- 通过示例演示线性表、树形结构、图结构的基本操作和算法,让学生理解数据结构的实际应用。
3. 实践操作与编程实现(40分钟)- 分组进行实践操作,使用编程语言实现线性表、树形结构、图结构等数据结构的基本操作。
- 引导学生思量如何选择合适的数据结构来解决实际问题,培养问题解决能力和编程实践能力。
4. 综合案例分析与讨论(30分钟)- 提供一个综合案例,让学生运用所学的数据结构知识解决实际问题。
- 分组讨论,分享解决方案和思路,培养学生的合作能力和创新思维。
5. 总结与评价(10分钟)- 对本节课的内容进行总结,强调数据结构的重要性和应用价值。
- 对学生的表现进行评价,鼓励他们继续深入学习和探索数据结构的更多知识。
四、教学资源与评估方式1. 教学资源:- 讲义、教材、多媒体投影仪等教学工具。
- 编程环境和相关编程语言的开辟工具。
2. 评估方式:- 学生的课堂参预度和表现。
《数据结构》参考教案数据结构参考教案教案一:数据结构概述1. 介绍数据结构的定义和作用- 数据结构是指组织数据的方式,从而实现高效访问和操作数据的目的。
- 数据结构对于解决实际问题和优化算法具有重要作用。
2. 数据结构的分类- 线性结构:数组、链表、栈、队列等- 非线性结构:树、图等- 文件结构:顺序文件、索引文件等3. 数据结构的基本操作- 插入、删除、查找、排序等操作教案二:线性结构1. 数组- 定义和基本特点- 一维数组和多维数组- 数组的插入、删除、查找操作- 定义和基本特点- 单链表和双链表- 链表的插入、删除、查找操作3. 栈- 定义和基本特点- 栈的应用场景- 栈的插入、删除、查找操作4. 队列- 定义和基本特点- 队列的应用场景- 队列的插入、删除、查找操作教案三:非线性结构1. 树- 二叉树的定义和基本特点- 二叉查找树的构建和操作- 平衡二叉树的原理和应用- 图的定义和基本特点- 图的表示方法:邻接矩阵、邻接表- 图的遍历算法:深度优先搜索、广度优先搜索教案四:文件结构1. 顺序文件- 顺序文件的组织结构- 顺序文件的插入、删除、查找操作2. 索引文件- 索引文件的组织结构- 索引文件的插入、删除、查找操作3. 散列文件- 散列文件的组织结构- 散列文件的插入、删除、查找操作教案五:高级数据结构1. 堆- 堆的定义和基本特点- 最大堆和最小堆- 堆的插入、删除、查找操作2. 并查集- 并查集的定义和基本特点- 并查集的应用场景- 并查集的操作:合并、查找3. Trie树- Trie树的定义和基本特点- Trie树的插入、删除、查找操作教案六:数据结构的应用1. 图的最短路径算法- 迪杰斯特拉算法- 弗洛伊德算法2. 树的应用:哈夫曼编码- 哈夫曼编码的原理和过程- 哈夫曼编码的应用和效果3. 排序算法比较- 冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序- 各种排序算法的时间复杂度和稳定性比较教案七:数据结构的优化与扩展1. 动态规划算法- 动态规划的基本思想和适用条件- 应用举例:背包问题、最长公共子序列等2. 基于数据结构的缓存优化- 缓存机制的原理和应用- 基于哈希表和LRU算法实现缓存优化3. 数据结构的持久化存储- 数据结构的序列化和反序列化- 数据结构的存储和恢复教案八:总结与展望1. 数据结构的重要性和应用价值2. 数据结构的学习方法和技巧3. 数据结构的发展趋势和研究方向教案结束。
数据结构教学设计教案【教学设计教案】数据结构一、教学目标1. 理解数据结构的基本概念和分类。
2. 掌握常见的数据结构及其特点。
3. 能够运用所学的数据结构解决实际问题。
二、教学内容1. 数据结构的基本概念a. 数据结构的定义和作用b. 数据结构的分类:线性结构、树形结构、图形结构2. 线性结构a. 数组:定义、特点、操作b. 链表:定义、特点、操作(单链表、双链表、循环链表)c. 栈:定义、特点、操作(顺序栈、链式栈)d. 队列:定义、特点、操作(顺序队列、链式队列)3. 树形结构a. 二叉树:定义、特点、操作(前序遍历、中序遍历、后序遍历)b. 霍夫曼树:定义、构造算法c. 平衡二叉树:定义、特点、操作4. 图形结构a. 图的定义和基本术语b. 图的表示方法:邻接矩阵、邻接表c. 图的遍历算法:深度优先搜索、广度优先搜索d. 最小生成树算法:Prim算法、Kruskal算法三、教学过程1. 导入与激发兴趣(5分钟)a. 引入数据结构的概念,通过实例解释数据结构在实际生活中的应用。
b. 提出问题,让学生思量数据结构对问题解决的重要性。
2. 知识讲解与示范(30分钟)a. 介绍数据结构的基本概念和分类,结合图示和实例进行讲解。
b. 详细讲解线性结构、树形结构和图形结构的定义、特点和操作。
c. 指导学生进行实际操作,展示数据结构的使用方法和技巧。
3. 实践与练习(40分钟)a. 分组进行小组讨论和实践操作,完成一系列数据结构的编程练习。
b. 提供实际问题,让学生运用所学的数据结构解决问题,并进行实际演示。
4. 总结与拓展(10分钟)a. 对本节课所学的数据结构进行总结归纳,强调重点和难点。
b. 提供拓展阅读材料,鼓励学生深入了解数据结构的应用领域和发展趋势。
四、教学资源1. 教材:《数据结构与算法分析》2. 多媒体投影仪3. 计算机实验室或者个人电脑五、教学评价1. 学生课堂表现:参预度、讨论质量、实践操作能力。
《数据结构》教案一、教学目标1. 理解数据结构的基本概念和重要性。
2. 掌握常用的数据结构,如数组、链表、栈、队列、树、图等。
3. 学会分析数据结构的时间和空间复杂度。
4. 能够运用数据结构解决实际问题,提高编程能力和软件开发效率。
二、教学内容1. 数据结构的基本概念:数据的定义、数据类型的分类、数据结构的概念及其重要性。
2. 数组和链表:数组的概念、数组的操作、链表的概念、单链表和双向链表的实现。
3. 栈和队列:栈的定义及操作、队列的定义及操作、栈和队列的应用场景。
4. 树:树的概念、二叉树、遍历算法、哈夫曼编码。
5. 图:图的概念、图的表示、图的遍历算法、最短路径算法。
三、教学方法1. 采用讲授法讲解数据结构的基本概念和原理。
2. 通过案例分析和编程实践,让学生掌握数据结构的实现和应用。
3. 利用图形和动画演示数据结构的操作和算法,提高学生的理解力。
4. 组织讨论和小组合作,培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
四、教学环境1. 教室环境:宽敞、明亮、安静,适合进行教学活动。
2. 计算机设备:每人一台电脑,安装有相关编程软件和教学辅助工具。
3. 网络环境:教室具备稳定的网络连接,便于查找资料和在线交流。
五、教学评价1. 平时成绩:课堂参与度、作业完成情况、小组讨论表现等。
2. 考试成绩:期末考试,包括选择题、填空题、简答题和编程题。
3. 实践能力:课后编程实践,完成相关数据结构的应用项目。
4. 综合素质:团队协作、问题解决、创新能力等。
六、教学资源1. 教材:《数据结构(C语言版)》等相关教材。
2. 课件:PowerPoint或其他演示软件制作的课件。
3. 编程实践项目:安排课后编程实践项目,如链表、栈、队列、树、图等应用。
4. 在线资源:提供相关的在线教程、视频、博客等,供学生自主学习。
5. 编程工具:Visual Studio、Eclipse等集成开发环境。
七、教学进程1. 第一周:数据结构基本概念、数据的定义和类型。
《数据结构》教案教案1. 引言数据结构是计算机科学中一门重要的基础课程,它研究了组织和存储数据的方法以及处理数据的算法。
本教案旨在介绍数据结构的基本概念和常用的数据结构类型,帮助学生建立起正确的数据结构思维模式,培养数据分析和问题解决的能力。
2. 教学目标本教案的教学目标包括:- 理解数据结构的概念和重要性;- 掌握常见数据结构的定义和特点;- 熟悉数据结构的基本操作和算法;- 能够根据实际问题选择合适的数据结构并应用相应算法解决问题。
3. 教学内容3.1 数据结构的定义和概念- 数据结构的定义:数据结构是指数据对象及其之间的关系、操作和约束的集合。
- 数据结构的概念:包括逻辑结构、存储结构和运算结构。
3.2 线性表- 线性表的定义与特点- 顺序表的实现与操作- 链表的实现与操作- 栈和队列的定义与应用3.3 树与图- 树的定义与应用- 二叉树的实现与操作- 图的定义与存储方式- 图的遍历算法3.4 查找与排序- 查找算法:顺序查找、二分查找、哈希查找- 排序算法:冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序3.5 高级数据结构- 堆和优先队列的概念与实现- 并查集的应用- 哈夫曼树的构建与压缩- 理论讲解与实践结合:通过理论讲解和实例演示相结合的方式,帮助学生理解数据结构的概念和应用。
- 实验操作与问题解决:通过实验操作和问题解决的方式,提升学生的数据结构应用能力和解决实际问题的能力。
- 小组合作与讨论:通过小组合作和讨论的方式,激发学生的学习兴趣,培养团队合作和沟通能力。
5. 教学评估本教案的教学评估方式包括:- 课堂测验:通过课堂测验检验学生对数据结构基本概念和常用算法的掌握情况。
- 实验报告:要求学生完成一定数量的实验,并提交实验报告,评估学生的实践能力和问题解决能力。
- 期末考试:在课程结束后,进行一次全面的期末考试,考察学生对整个课程内容的掌握情况。
6. 教学资源- 教材:《数据结构与算法分析》- 实验室设备:计算机、编程软件- 网络资源:数据结构相关的在线教学资源和学习资料授课时间:10周(每周2课时)7.1 第一周:数据结构基础概念和线性表7.2 第二周:线性表(续)和树7.3 第三周:树(续)和图7.4 第四周:查找与排序算法7.5 第五周:查找与排序算法(续)7.6 第六周:高级数据结构(堆与优先队列)7.7 第七周:高级数据结构(并查集)7.8 第八周:高级数据结构(哈夫曼树)7.9 第九周:教学复习与测验7.10 第十周:期末考试8. 教学反馈与改进本课程结束后,将进行学生教学反馈调查和课程改进总结,根据学生的意见和建议,不断完善教学内容和方法,提高教学质量和效果。
数据结构教学设计教案教案主题:数据结构教学目标:1.了解数据结构的概念和基本分类。
2.掌握常见的数据结构及其操作。
3.能够灵活运用数据结构解决实际问题。
教材和资源:1. 《数据结构与算法分析》教材(第三版), Mark Allen Weiss 著。
2.计算机实验室设备。
3.PPT幻灯片。
教学内容及安排:第一课:数据结构概述(90分钟)1.引入数据结构的概念和作用。
2.介绍常见的数据结构分类(线性结构、树形结构、图形结构等)。
3.举例说明不同数据结构的应用场景。
第二课:线性结构(180分钟)1.介绍线性结构的定义和特点。
2.列举线性结构的常见表示方式(数组、链表、栈和队列)。
3.分析不同的线性结构在空间复杂度和时间复杂度上的差异。
4.演示线性结构的基本操作,如插入、删除、查找等。
5.提供练习题,要求学生实现线性结构的基本操作。
第三课:树形结构(180分钟)1.介绍树形结构的定义和常见术语。
2.详细讲解二叉树的表示方式和遍历方法。
3.探讨平衡二叉树的概念和应用。
4.演示树形结构的插入、删除和查找操作。
5.提供练习题,要求学生实现树形结构的基本操作。
第四课:图形结构(180分钟)1.介绍图形结构的定义和常见术语。
2.讨论有向图和无向图的区别和应用。
3.深入了解图的表示方式和遍历算法。
4.探讨图的最短路径算法和最小生成树算法。
5.提供练习题,要求学生实现图的基本操作。
第五课:数据结构的综合应用(180分钟)1.分析实际问题的特点,并选择合适的数据结构进行设计。
2.演示如何使用多种数据结构解决复杂问题。
3.引导学生思考并设计数据结构的应用案例。
4.班级分组作业,要求学生实现一个综合性的数据结构应用。
教学方法:1.授课结合实例和图示,让学生更容易理解抽象概念。
2.利用计算机实验室进行实践,让学生能够亲自动手操作数据结构。
3.采用小组合作学习方法,培养学生的合作与沟通能力。
教学评价:1.课堂参与度,包括主动提问和回答问题的能力。
数据结构教案数据结构教案一、教学目标1.知识目标:掌握基本数据结构的概念、性质和操作。
2.能力目标:能够根据实际需求选择合适的数据结构,并实现相关操作。
3.情感态度与价值观:培养学生对数据结构的兴趣和理解,认识到数据结构在解决问题中的重要性。
二、教学内容1.数据结构的基本概念:数组、链表、栈、队列、树、图等。
2.数据结构的性质:线性结构、非线性结构;顺序存储和链式存储;动态分配和静态分配等。
3.数据结构的基本操作:插入、删除、查找、排序等。
4.常见数据结构的应用:如二叉树、图论问题、动态规划等。
三、教学重点与难点1.重点:掌握基本数据结构的概念、性质和操作,能够合理选择和应用合适的数据结构。
2.难点:理解不同数据结构的内部机制和操作实现,以及在实际问题中的应用。
四、教学方法1.激活学生的前知:通过提问和举例,了解学生对数据结构的认知情况。
2.教学策略:采用讲解、示范、案例分析和小组讨论等多种方式进行教学。
3.学生活动:设计数据结构实验,让学生自己动手实现相关操作,加深对知识点的理解。
五、教学过程1.导入:通过提出实际问题,引导学生思考如何利用数据结构解决。
2.讲授新课:介绍基本数据结构的概念、性质和操作,并举例说明其应用。
3.巩固练习:通过实验和案例分析,让学生自己动手实现数据结构的操作和应用。
4.归纳小结:回顾本节课的重点和难点,总结数据结构的基本概念和操作方法。
六、评价与反馈1.设计评价策略:通过测试题和实验报告,评价学生对数据结构的掌握情况。
2.为学生提供反馈:根据评价结果,指出学生的不足之处,并给出改进建议。
七、作业布置1.完成教材上的相关练习题。
2.自己设计一个实际应用场景,并尝试使用所学数据结构解决。
3.阅读相关文献或资料,了解数据结构在实际问题中的应用和发展趋势。
数据结构教学设计教案【教学设计教案】数据结构一、教学目标通过本教学设计,学生应能够:1. 理解数据结构的基本概念和常用术语;2. 掌握常见的数据结构,如数组、链表、栈、队列、树等;3. 理解不同数据结构之间的优缺点,并能根据实际问题选择合适的数据结构;4. 能够使用常见的数据结构进行问题的建模和解决;5. 培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力。
二、教学内容1. 数据结构的基本概念和分类;2. 数组和链表的实现和应用;3. 栈和队列的实现和应用;4. 树的基本概念、遍历方法和应用。
三、教学过程1. 导入引入数据结构的概念和重要性,通过实际例子说明数据结构在计算机科学中的应用场景。
2. 知识讲解2.1 数据结构的基本概念和分类讲解数据结构的定义、逻辑结构和物理结构,并介绍数据结构的分类,如线性结构、非线性结构、集合结构等。
2.2 数组和链表的实现和应用介绍数组和链表的定义、特点和实现方法,比较它们的优缺点,并通过示例演示它们在实际问题中的应用。
2.3 栈和队列的实现和应用讲解栈和队列的定义、特点和实现方法,介绍它们的应用场景,如表达式求值、迷宫问题等。
2.4 树的基本概念、遍历方法和应用介绍树的定义、特点和基本术语,讲解树的遍历方法(前序、中序、后序遍历)以及它们的应用,如二叉搜索树、哈夫曼树等。
3. 实例演示通过具体的示例演示不同数据结构的使用方法和解决问题的思路,让学生理解数据结构的实际应用。
4. 练习与讨论设计一些练习题和讨论题,让学生巩固所学知识,并培养他们的问题解决能力和思量能力。
5. 总结与展望对本节课所学内容进行总结,并展望下节课的内容。
四、教学评价1. 学生课堂表现评价学生在课堂上的积极性、参预度和思维能力。
2. 作业与考试布置合适的作业和考试题目,评价学生对所学知识的掌握程度和应用能力。
3. 反馈与建议与学生进行互动,了解他们对本节课的理解和反馈,及时赋予指导和建议。
五、教学资源1. 教材:提供相关的教材和参考书籍,供学生参考和深入学习。
数据结构课程教案一、课程简介1. 课程背景数据结构是计算机科学与技术的基石,广泛应用于各类软件开发和算法设计中。
本课程旨在培养学生掌握基本数据结构及其算法,提高解决问题的能力。
2. 课程目标了解数据结构的基本概念、原理和常用算法。
培养学生使用数据结构解决实际问题的能力。
熟悉常用的数据结构(如数组、链表、栈、队列、树、图等)及其应用场景。
3. 教学方法采用讲授、案例分析、实验和实践相结合的方式进行教学。
通过课堂讲解、小组讨论、编程练习等环节,使学生掌握数据结构的知识和技能。
二、教学内容1. 第四章:线性表4.1 线性表的概念及其基本操作4.2 顺序存储结构及其实现4.3 链式存储结构及其实现4.4 线性表的应用实例2. 第五章:栈和队列5.1 栈的概念及其基本操作5.2 顺序栈及其实现5.3 链栈及其实现5.4 队列的概念及其基本操作5.5 顺序队列及其实现5.6 链队列及其实现5.7 栈和队列的应用实例3. 第六章:串6.1 串的概念及其基本操作6.2 串的顺序存储结构及其实现6.3 串的链式存储结构及其实现6.4 串的应用实例4. 第七章:数组和广义表7.1 数组的概念及其基本操作7.2 multidimensional 数组及其实现7.3 广义表的概念及其基本操作7.4 广义表的实现及其应用实例5. 第八章:树和图8.1 树的概念及其基本操作8.2 二叉树及其实现8.3 树的遍历及其应用实例8.4 图的概念及其基本操作8.5 邻接表及其实现8.6 邻接矩阵及其实现8.7 图的遍历及其应用实例三、教学安排1. 第四章:线性表理论讲解:2课时编程练习:2课时小组讨论:1课时2. 第五章:栈和队列理论讲解:2课时编程练习:2课时小组讨论:1课时3. 第六章:串理论讲解:2课时编程练习:2课时小组讨论:1课时4. 第七章:数组和广义表理论讲解:2课时编程练习:2课时小组讨论:1课时5. 第八章:树和图理论讲解:2课时编程练习:2课时小组讨论:1课时四、教学评价1. 平时成绩:30%课堂表现:10%小组讨论:10%课后作业:10%2. 考试成绩:70%期末考试:50%实验报告:20%五、教学资源1. 教材:《数据结构(C语言版)》2. 辅助资料:PPT课件、编程实例、实验指导书等3. 编程环境:Visual Studio、Code::Blocks等4. 在线资源:相关教程、视频讲座、在线编程练习等六、第九章:排序算法1. 9.1 排序概述了解排序的定义和目的掌握排序算法的分类2. 9.2 插入排序插入排序的基本思想实现插入排序的算法步骤插入排序的时间复杂度分析3. 9.3 冒泡排序冒泡排序的基本思想实现冒泡排序的算法步骤冒泡排序的时间复杂度分析4. 9.4 选择排序选择排序的基本思想实现选择排序的算法步骤选择排序的时间复杂度分析5. 9.5 快速排序快速排序的基本思想实现快速排序的算法步骤快速排序的时间复杂度分析6. 9.6 其他排序算法希尔排序堆排序归并排序7. 9.7 排序算法的应用实例对数组进行排序在文件管理中对文件进行排序六、教学安排1. 理论讲解:2课时2. 编程练习:2课时3. 小组讨论:1课时七、第十章:查找算法1. 10.1 查找概述查找的定义和目的掌握查找算法的分类2. 10.2 顺序查找顺序查找的基本思想实现顺序查找的算法步骤顺序查找的时间复杂度分析3. 10.3 二分查找二分查找的基本思想实现二分查找的算法步骤二分查找的时间复杂度分析4. 10.4 哈希查找哈希查找的基本思想了解哈希函数的设计与实现实现哈希查找的算法步骤5. 10.5 其他查找算法树表查找图查找6. 10.6 查找算法的应用实例在数据库中查找特定记录在字符串中查找特定子串七、教学安排1. 理论讲解:2课时2. 编程练习:2课时3. 小组讨论:1课时八、第十一章:算法设计与分析1. 11.1 算法设计概述算法设计的目的是什么掌握算法设计的方法2. 11.2 贪心算法贪心算法的基本思想贪心算法的应用实例3. 11.3 分治算法分治算法的基本思想分治算法的应用实例4. 11.4 动态规划算法动态规划算法的基本思想动态规划算法的应用实例5. 11.5 回溯算法回溯算法的基本思想回溯算法的应用实例6. 11.6 算法分析的方法渐进估计法比较分析法1. 理论讲解:2课时2. 编程练习:2课时3. 小组讨论:1课时九、第十二章:实践项目1. 12.1 实践项目概述实践项目的要求和目标掌握实践项目的设计与实现2. 12.2 实践项目案例分析分析实践项目的需求设计实践项目的数据结构实现实践项目的算法3. 12.3 实践项目汇报与讨论学生汇报实践项目成果小组讨论实践项目中的问题和解决方案4. 12.4 实践项目的评价与反馈教师对实践项目进行评价学生根据反馈进行改进九、教学安排1. 实践项目指导:2课时2. 实践项目汇报与讨论:2课时3. 实践项目评价与反馈:1课时1. 教材:《数据结构(C语言版)》2. 辅助资料:PPT课件、编程实例、实验指导书等3. 编程环境:Visual Studio、Code::Blocks等4. 在线重点解析1. 基本数据结构的概念、原理和常用算法。
数据结构教学设计教案教学设计教案一、教学目标本教学设计旨在帮助学生全面了解数据结构的基本概念、原理和应用,掌握数据结构的基本算法和数据操作技术,培养学生的问题分析和解决能力,以及编程实现数据结构的能力。
二、教学内容1. 数据结构基本概念- 数据结构的定义和分类- 数据结构的基本操作和特性- 数据结构的存储结构2. 线性表- 线性表的定义和基本操作- 顺序表和链表的实现和比较- 线性表的应用3. 栈和队列- 栈的定义和基本操作- 栈的应用- 队列的定义和基本操作- 队列的应用4. 树- 树的定义和基本术语- 二叉树的定义和基本操作- 二叉树的遍历- 树的应用5. 图- 图的定义和基本术语- 图的存储结构- 图的遍历和搜索算法- 最小生成树和最短路径算法三、教学方法1. 讲授法:通过教师讲解、示例演示和理论分析,向学生介绍数据结构的基本概念和原理。
2. 实践操作:通过编程实现数据结构的基本算法和数据操作,让学生亲自动手实践,加深理解。
3. 课堂讨论:鼓励学生提问和讨论,促进学生思维的活跃和深入理解。
4. 小组合作:组织学生进行小组活动,共同解决问题和完成编程任务,培养团队合作能力。
四、教学流程1. 导入环节- 引入数据结构的概念和重要性,激发学生学习的兴趣。
- 回顾前一节课的内容,温习线性表的基本操作。
2. 知识讲解- 介绍栈和队列的定义和基本操作,以及它们的应用场景。
- 讲解树的基本术语、二叉树的定义和遍历算法。
- 解释图的定义和基本术语,介绍图的存储结构和遍历算法。
3. 实践操作- 演示栈和队列的实现代码,并让学生亲自编写代码实现栈和队列的基本操作。
- 演示二叉树的遍历算法,并让学生编写代码实现二叉树的遍历。
- 演示图的存储结构和遍历算法,并让学生编写代码实现图的遍历。
4. 课堂讨论- 针对学生在实践操作中遇到的问题进行讨论和解答。
- 引导学生思考数据结构的应用场景和实际问题的解决方法。
5. 小组合作- 组织学生分成小组,共同解决一个与数据结构相关的实际问题。
(完整版)数据结构教案1. 引言本教案旨在介绍数据结构的基本概念和常用算法,并提供相应的教学资源和活动设计,以帮助学生掌握数据结构的核心知识和能力。
2. 教学目标- 了解数据结构的概念和作用;- 能够使用常见的数据结构(如链表、栈、队列、树、图等)进行问题建模和解决;- 掌握基本的数据结构算法(如排序、查找、遍历等);- 培养学生的编程能力和解决实际问题的能力。
3. 教学内容3.1 数据结构基础- 数据结构的定义和分类;- 数组和链表的比较与应用;- 栈和队列的概念及应用;- 树的基本概念和遍历方法;- 图的基本概念和遍历方法。
3.2 数据结构算法- 排序算法:插入排序、选择排序、冒泡排序、快速排序、归并排序;- 查找算法:顺序查找、二分查找;- 图的最短路径算法:Dijkstra算法、Floyd算法。
4. 教学方法- 讲授理论知识:通过讲解、示意图和实例等形式,向学生介绍数据结构的基本概念和算法;- 编程实践:让学生通过编写程序来实现常见的数据结构和算法,并解决相关问题;- 组织小组讨论和实践活动:让学生合作完成数据结构相关的实际案例分析和解决方案设计。
5. 教学评估为了评价学生的研究效果和能力,我们将采用以下评估方式:- 课堂作业:包括理论题和编程题,用于检查学生对数据结构的理解和应用能力;- 项目实践:学生需要独立或小组完成一个数据结构相关的实际项目,并进行展示和报告;- 期末考试:综合测试学生对数据结构知识的掌握情况。
6. 教学资源为了辅助教学和学生的研究,我们准备了以下教学资源:- 教材:精选的数据结构教材,供学生进行参考和深入研究;- 幻灯片:用于课堂讲解和学生研究的幻灯片,清晰呈现数据结构的概念和算法;- 编程实践指导:提供编程实践的指导和示例代码,帮助学生快速上手;- 练题和答案:提供大量的练题和详细答案,供学生巩固理论知识和算法思维。
7. 教学活动设计为了培养学生的研究兴趣和主动性,我们将设计以下教学活动:- 小组讨论:学生分组进行数据结构相关的主题讨论,分享思路和解决方案;- 编程比赛:组织学生参加数据结构编程比赛,以提高他们的编程能力和算法思维;- 实例分析:选取经典的数据结构实例,引导学生进行分析和实现,加深对数据结构的理解;- 视频讲解:录制有关数据结构的视频讲解,在线平台上供学生随时观看和研究。
《数据结构》课程教案课程类别:专业基础课合用专业: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、克服学习艰难的能力,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、子细、塌实、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.2022 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.2022 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。
湖南涉外经济学院教案学院信息科学与工程学院系/教研室软件工程系课程名称数据结构主讲教师__________ 邹竞 _________湖南涉外经济学院讲授章节第1 2 3 4 5讲绪论授课时数2教学目的:1. 了解数据结构课程的重要性和课程的基本要求,以及本课程涵盖的内容;2. 掌握数据结构的基本概念;3. 理解算法描述和简单的算法分析。
教学内容(讲授提纲)S++;1 从后序课(数据库、操作系统、编译原理、人工智能)的需要和考研两方面介绍数据结构课程的重要性。
2 通过三个例子讲解数据结构研究的内容。
3 介绍基本概念:数据的三个层次,数据结构的三个要素,数据结构的分类,四种存储结构,抽象数据类型,算法,算法的五个特性,对算法设计的要求,算法描述和算法分析,时间复杂度和空间复杂度。
4 从百钱买百鸡”(一百元钱买一百支笔”的算法例子说明选择算法的重要性:方案 1 :for( i = 0; i < =100; i++)for( j = 0; j < =100; j++)for( k= 0; k< =100; k++)if(i+j+k==100 &&3*i+2*j+0.5*k==100) printf( “ i=%dj=%d,k=%d" ,i,j,k) 万案2:for( i = 0; i < =20; i++)for( j = 0; j < =34 -i; j++) if(3*i+2*j+(100 -i-j) *0.5==100) printf( “ i=%d,j=%d,k=%d ” ,i-j-j)P0方案1内层循环超过100万次,在某机器上运行了50分钟;方案2的if语句执行525 次,运行了2秒钟,相差1500倍。
5 算法分析举例(1)常量阶:时间复杂度为O(1)++x;s=0;语句频度为1,时间复杂度为0(1)。
for(j=1;j<=10000;++j) {++x; s+=x;}语句频度为10000 ,时间复杂度为O(1)。
教学内容及过程板书或旁注第一章:绪论1.1数据结构概念1.1.1为什么要学习数据结构1.计算机处理问题的分类(1)数值计算问题(2)非数值性问题2.非数值问题求解算法+数据结构=程序数据结构:是指数据的逻辑结构和存储结构算法:是对数据运算的描述1.1.2冇关概念和术语数据数据元素数据项数据结构:集合、线性、树型、阁状数据结构:包拈物理结构、逻辑结构数据的四种基木存储方法(1)顺序存储方法(2)链接存储方法(3)索引存储方法(4)散列存储方法教学单元(章节):第一章:绪论1.2算法描述1.3算法分析教学目的:理解算法的定义、特性、描述方法掌握简单的时间复杂度的估计矢只要,克:算法的特性、描述方法、算法编制的质量要求、数据结构的基本操作、时间复杂度、空间复杂度、技育要,克:描述算法、分析简单算法的时间复杂度教学方法:讲授+演示教具及教学手段:投影作业布置情况:P11; 3、4课后分析与小结:木节课的重点:算法的特点和描述,算法分析难点:算法时间复杂度的估计教学单元(章节):C 语言第七章:数组7.1 一维数组的定义和引用 7.2二维数组的定义和引用 7.3字符数组教学目的:理解一维数组、二维数组、字符数组的定义掌握一维数组、二维数组、字符数组的引用和初始化方法 掌握一维数组、二维数组、字符数组的简单应用程序知H 只要:一维数组、二维数组、字符数组的定义、引用、初始化 一维数组、二维数组、字符数组相关的简单程序主支育g 要,奈:用数组来处理相关问题的程序教学方法:讲授+渍示P152; 7. 1 1)152; 7. 3 P153; 7.11 P153; 7.15课后分析与小结:本节重点:数组的定义、引用、初始化 木节难点:用数组求解简半的问题教具及教学手段 投影作业布置情况:教学单元(章节):C语言第十章:指针10. 1地址和指针的概念10.2变量的指针和指针变量教学目的:理解地址和指针的概念掌握指针变量的定义和引用知识要点:地址、指针、指针变量的定义和引用、指针变量作为函数参数课后分析与小结:本节重点:指针的含义、指针变量的引用木节难点:指针变量的引用、指针变量作为函数参数C语言第十章:指针10. 1地址和指针的概念1.地址的概念2.指针的概念10.2变量的指针和指针变量10. 2. 1定义一个指针变量1.定义指针变量的一般形式:基类型*指针变量名2.定义指针变量的注意事项10.2.2指针变量的引用1.&——取址运算符。
数据结构教学设计教案教学设计教案:数据结构一、教学目标本教学设计旨在帮助学生全面了解和掌握数据结构的基本概念、常见数据结构的特点和应用,培养学生的数据结构分析和问题解决能力,使其能够灵活运用数据结构解决实际问题。
二、教学内容1. 数据结构的基本概念和分类2. 线性表、栈和队列的实现和应用3. 树和图的基本概念、遍历方法和应用4. 排序和查找算法的原理和实现5. 数据结构的算法分析和性能评估三、教学步骤和方法1. 导入环节(10分钟)通过提问或引入相关实例,激发学生对数据结构的兴趣,引导学生思考数据结构的重要性和应用场景。
2. 知识讲解(40分钟)2.1 数据结构的基本概念和分类- 介绍数据结构的定义和作用- 分类介绍线性结构、树形结构、图形结构等基本数据结构2.2 线性表、栈和队列的实现和应用- 介绍线性表的定义、特点和实现方式- 讲解栈和队列的概念、实现和应用场景2.3 树和图的基本概念、遍历方法和应用- 介绍树的基本概念、遍历方式(前序、中序、后序)和应用- 讲解图的定义、遍历方式(深度优先搜索、广度优先搜索)和应用场景2.4 排序和查找算法的原理和实现- 介绍常见的排序算法(冒泡排序、插入排序、快速排序等)和查找算法(顺序查找、二分查找等)的原理和实现方式2.5 数据结构的算法分析和性能评估- 讲解算法的时间复杂度和空间复杂度的概念和计算方法- 引导学生分析不同算法的性能优劣和选择合适的算法3. 实例演示与练习(40分钟)3.1 针对每个知识点给出相应的实例演示,帮助学生理解和掌握相关概念和算法3.2 提供一些练习题,让学生进行实践操作,加深对数据结构的理解和运用能力4. 讨论与总结(20分钟)4.1 学生分组进行小组讨论,分享对数据结构的理解和应用4.2 教师对学生的讨论进行点评和总结,强调数据结构的重要性和进一步学习的方向四、教学评价1. 课堂参与度:观察学生的积极性、主动性和合作性,评价学生在课堂上的表现和参与度。
《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。
——图例分析:在图书馆需要查阅图书目录卡片,可以利用计算机实现自动检索。
计算机处理的对象是数目信息,可以由登录号、书名、作者名、分类号、出版单位和出版时间等组成。
在书目自动检索系统中可建立一张按登录号顺序排列的书目文件和三张分别按书名、作者名、分类号顺序排列的索引表。
这四张表构成的文件便是书目自动检索的数学模型。
See page 2 图1.1类似的问题还有查号系统自动化、仓库帐目管理等。
结论:在这类文档管理的数学模型中,计算机处理的对象之间通常存在着的是一种最例1-2分析:计算机能和人对弈是因为有人将对弈的软件事先存入计算机。
● 在对弈问题中,计算机操作的对象是对弈过程中可能出现的棋盘状态称为格局。
● 格局之间的关系是由比赛规则决定的,这个关系不是线性的。
从一个格局可派生出几个格局。
见 p2 图1.2● 若将从对弈开始到结束的过程中所有可能出现的格局都画在一张图上,则可得到一棵倒长的“树”。
● “树根”是对弈开始之前的棋盘格局,而所有的“叶子”就是可能出现的结局,对弈的过程就是从树根沿树叉到某个叶子的过程。
结论:在人-机对弈问题的数学模型中,计算机处理的对象之间通常存在着一种“树”的关系。
“树”可以是某些非数值计算问题的数学模型,它也是一种数据结构。
例1-3 多叉路口交通灯管理问题分析:在多叉路口需设几种颜色的交通灯才能既使车辆相互之间不碰撞,又能达到车辆的最大流通。
见P3 图1.3通常,这类交通、道路问题的数学模型是一种称谓“图”的数据结构。
● 图中的一个顶点表示一条通路,而通路之间矛盾的关系以顶点间的连线表示。
● 本问题等价为对图的顶点的染色问题,要求对图上的每个顶点染一种颜色。
且要求有线连接的两个顶点不能具有相同颜色,而总的颜色种类应尽可能地少。
B图结论:这类交通、道路问题的数学模型是一种称为“图”的数据结构。
小结以上三个例子可见,描述这类非数值计算问题的数学模型不再是数学方程,而是诸如表、树和图之类的数据结构。
数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象以及它们之间的关系和操作等等的学科(非定义)。
三、数据结构的概念1、数据结构是指同一数据元素类中各数据元素之间存在的关系。
2、数据结构又可以分为下述三个组成部分,它们分别是数据的逻辑结构、数据的存储结构和数据的运算。
数据的逻辑结构:数据元素之间的逻辑关系数据的存储结构:数据元素及其关系在计算机存储器中的表示数据的运算:定义一组有关数据元素的运算3、定义小结:定义包括三方面:它们分别是数据的逻辑结构、数据的存储结构和数据的运算逻辑关系相同,存储方式不同,也为不同的数据结构。
基本运算:插入、删除、修改、查找、排序等。
4、学习数据结构的意义:根据数据处理问题的需要,为待处理的数据选择合适的结构(逻辑结构和存储结构),进而设计出比较满意的算法。
1.2基本概念和术语1.数据(Data):是对客观事物的符号表示,在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。
例:整数、实数、图象、声音等。
2.数据元素(Data Element):是数据的基本单位,在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。
有时,一个数据元素可以由若干个“数据项(Data Item)”组成。
例:一本书的书目信息为一个数据元素,而书目信息中的每一项为一个数据项。
3.数据对象(Data Object):是性质相同的数据元素的集合,是数据的一个子集。
例:整数数据对象等。
例如:数据对象:信息管理的学生数据元素:学生的基本信息 {张三,男,20,信息管理}数据项:每条信息中的组成项4、数据的基本结构:数据元素相互之间关系称为结构。
根据数据元素之间关系的不同特性,有四种基本结构:P5 图1.5(1)集合:结构中的数据元素之间存在“同属一个集合的关系”,此外别无关系。
(2)线性结构:元素之间存在一个对一个的关系。
(3)树形结构:元素之间存在一个对多个的关系。
(4)图状结构(网状结构):元素之间存在多个对多个的关系。
图示见5页。
5.数据(逻辑)结构的形式定义:为一个二元组Data_Structure=(D,S)其中:D是数据元素的有限集,S是D上关系的有限集。
例1-4、例1-5 P56、数据的逻辑结构:数据的逻辑结构是从逻辑关系上描述数据,它与数据的存储无关,是独立于计算机的。
可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。
即数据的逻辑关系是数据之间必然存在的联系,这种联系或是内在,或根据需要人为定义的,所以被看作是“逻辑”上的联系。
有时,也把数据结构称作数据的逻辑结构。
7.数据的物理结构:数据的(逻辑)结构在计算机存储器中的表示(又称映象)。
又称存储结构。
它包括数据元素的表示和关系的表示。
名词:位、元素或结点、数据域位:计算机中表示信息的最小单位是二进制数的一位,叫bit ;元素:计算机中可用一个由若干位组合形成的一个位串表示一个数据元素,称这个位串为元素或结点;数据域:当数据元素由若干数据项组成时,位串中对应于各个数据项的子位串称为数据项。
8、数据元素之间关系在计算机中的两种表示及对应的存储结构*:数据元素之间的关系在计算机中有两种不同的表示方法:顺序映象和非顺序映象,并由此得到两种不同的存储结构:顺序存储结构和链式存储结构。
9、顺序映象及非顺序映象的特点*顺序映象的特点是借助元素在存储器中的相对位置来表示数据元素之间的逻辑关系。
非顺序映象的特点是借助指示元素存储地址的“指针(Pointer)”表示数据元素之间的逻辑关系10、数据结构与算法的关系:数据的逻辑结构和物理结构是密切相关的两个方面;算法的设计取决于选定的逻辑结构,而算法的实现依赖于采用的存储结构。
11、虚拟存储结构:本书在高级语言的层次上讨论数据结构的操作,可以借用高级语言中提供的“数据类型”来描述存储结构。
则称它为虚拟存储结构。
12、数据类型及分类数据类型(Data Type):是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总称。
高级程序语言中的数据类型可以分为两类:一类是非结构的原子类型;另一类是结构类型。
13、抽象数据类型(Abstract Data Type 即:ADT):抽象数据类型是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。
抽象数据类型仅考虑其逻辑特性,而与其在计算机内部如何表示和实现无关。
●一个含抽象数据类型的软件模块通常应包含定义、表示和实现三个部分。
●抽象数据类型可用三元组表示:(D,S,P)其中,D是数据对象,S是D上的关系集,P是对D的基本操作集。
抽象数据类型的定义:ADT 抽象数据类型名{数据对象:<数据对象的定义>数据关系:<数据关系的定义>基本操作:<基本操作的定义>}ADT抽象数据类型名基本操作的定义格式为:基本操作名(参数表)(相当于函数的定义)初始条件:<初始条件描述>操作结果:<操作结果描述>基本操作有两种参数:(1) 赋值参数只为操作提供输入值;(2)引用参数以&打头,除可提供输入值外,还将返回操作结果。
例1-6,(9页)抽象数据类型三元组的定义第一章作业(1)一、单项选择题1. 数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的(1) 以及他们之间的(2)和运算等的学科。
(1)A.操作对象 B.计算方法 C.逻辑存储 D.数据映象(2)A.结构 B.关系 C.运算 D.算法2. 数据结构被形式的定义为(K,R),其中K是(1)的有限集合,R是K上的(2)有限集合。
(1)A.算法 B.数据元素 C.数据操作 D.逻辑结构(2)A.操作 B.映象 C.存储 D.关系3. 在数据结构中,逻辑上可把数据结构分成( ).A.动态结构和静态结构B.紧凑结构和非紧凑结构C.线性结构和非线性结构D.内部结构和外部结构4. 线性表的顺序存储结构是一种(1)的存储结构,线性表的链式存储结构是一种(2)的存储结构.A.随机存取B.顺序存取C.索引存取D.散列存取5. 线性表逻辑顺序与存储顺序总是一致的,这种说法( ):A.正确B.不正确6. 线性表若采用链式存储结构时,要求内存中可用存储单元的地址( )A.必须是连续的B.部分地址必须是连续的C.一定是不连续的D.连续或不连续都可以7.每种数据结构都具备三个基本运算:插入,删除和查找,这种说法( )A.正确B.不正确二.填空题1.数据逻辑结构包括(1),(2)和(3)三种类型,树形结构和图形结构合称为(4)2.在线性结构中,第一个结点(1)前驱接点,其余每个结点有且只有(2)个前驱结点;最后一个结点(3)后续结点,其余每个结点有且只有(4)个后续结点.3.在树形结构中,树根结点没有(1)结点,其余每个结点有且只有(2)个前驱结点;叶子结点没有(3)结点,其余每个结点的后续结点可以(4).4.在图形结构中,每个结点的前驱结点和后续结点数可以( ).5.线性结构中元素之间存在(1)关系,树形结构中元素之间存在(2)关系,图形结构中元素之间存在(3)关系.6、A=(K,R)K={a,b,c,d,e}R={r}r={<a,b>,<b,c>,<c,d>,<d,e>} 写出其逻辑结构7、B=(K,R)K={a,b,c,d,e,f,g,h}R={r}r={<d,b>,<d,g>,<b,a>,<b,c>,<g,e><g,h><e,f>}写出其逻辑结构1.3抽象数据类型的表示和实现本书采用类C语言描述算法。