数据结构课程的内容

实验内容（一） 算法分析和线性表

一、了解算法分析的方法，掌握时间复杂度和空间复杂度的计量方法。

二、掌握顺序表的存储结构以及实现方法，使用顺序表求解约瑟夫环问题。掌握单链表、循环链表等数据结构的构造和使用环境，参见教材使用循环链表求解约瑟夫环问题。比较采用不同方法求解约瑟夫环问题时算法的优劣？

三、实习题

1、创建学生成绩表，实现插入、删除和统计等管理功能。

2、给定两个一元多项式，实现两个一元多项式的相加算法。提示：用一条单链表表示一个一元多项式，每个节点包含三个域：指数域、系数域和后继结点链。

实验内容（二） 字符串

一、字符串是由字符组成的有限序列，是一种特殊的线性表。掌握字符串的抽象数据类型，比较其与线性表的不同；掌握字符串的模式匹配问题的两种算法：BF算法和KMP算法，比较其优缺点和二者的算法复杂度。

二、实习题

1、编写程序，实现查找两个字符串中的最长公共子串；

实验内容（三） 栈和队列

一、 栈和队列是两种特殊的线性表，特殊之处在于插入和删除操作的位置受限。若插入和删除操作只允许在线性表的一端进行，则为栈；若插入和删除操作分别在线性表的两端进行，则为队列。

二、 理解栈和队列的抽象数据类型，掌握栈和队列的存储结构和操作实现，掌握递归算法设计方法。

三、 实习题

1、 利用栈判断一个表达式中的圆括号是否匹配。

2、 走迷宫：自定义一个迷宫，行、列值>8，它有一个出口和一个入口，先输出迷宫图形，然后找出一条从入口到出口的路径（上下左右四个方向）。分别用栈和队列求解问题。

实验内容（四） 树和二叉树

一、树是数据元素（结点）之间具有层次关系的非线性结构。在树结构中，除根以外的结点只有一个前驱结点，可以有零个或多个直接后继结点。根结点没有前驱结点。本章是学习重点，要求掌握非线性的树结构及其应用，尤其是二叉树的定义、性质、遍历、存储结构和递归算法实现。本章难点是链式存储结构和递归算法。

《数据结构》课程设计

一、课程目标

《数据结构》课程旨在帮助学生掌握计算机科学中基础的数据组织、管理和处理方法，培养其运用数据结构解决实际问题的能力。课程目标如下：

1. 知识目标：

（1）理解基本数据结构的概念、原理和应用，如线性表、栈、队列、树、图等；

（2）掌握常见算法的设计和分析方法，如排序、查找、递归、贪心、分治等；

（3）了解数据结构在实际应用中的使用，如操作系统、数据库、编译器等。

2. 技能目标：

（1）能够运用所学数据结构解决实际问题，具备良好的编程实践能力；

（2）掌握算法分析方法，能够评价算法优劣，进行算法优化；

（3）能够运用数据结构进行问题建模，提高问题解决效率。

3. 情感态度价值观目标：

（1）激发学生对计算机科学的兴趣，培养其探索精神和创新意识；

（2）培养学生团队合作意识，学会与他人共同解决问题；

（3）增强学生的责任感和使命感，使其认识到数据结构在信息技术发展中的重要性。

本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。课程注重理论与实践相结合，旨在提高学生的知识水平、技能素养和情感态度价值观。 二、教学内容

《数据结构》教学内容依据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。主要包括以下部分：

1. 线性表：

- 线性表的定义、特点和基本操作；

- 顺序存储结构、链式存储结构及其应用；

- 线性表的相关算法，如插入、删除、查找等。

2. 栈和队列：

- 栈和队列的定义、特点及基本操作；

- 栈和队列的存储结构及其应用；

- 栈和队列相关算法，如进制转换、括号匹配等。

3. 树和二叉树：

- 树的定义、基本术语和性质；

- 二叉树的定义、性质、存储结构及遍历算法；

- 线索二叉树、哈夫曼树及其应用。

4. 图：

- 图的定义、基本术语和存储结构；

- 图的遍历算法，如深度优先搜索、广度优先搜索；

- 最短路径、最小生成树等算法。

《数据结构》实验报告

姓名: 学号：

班级： email：

● 题目：单词（词组）检索

现在有一个英文字典（每个单词都是由小写的'a'-'z'组成） ，单词量很大，达到 100 多万的单词，而且还有很多重复的单词。

此外，我们现在还有一些 Document，每个 Document 包含一些英语单词。

针对这个问题，请你选择合适的数据结构，组织这些数据，使时间复杂度和空间复杂度

尽可能低，并且解决下面的问题和分析自己算法的时间复杂度。

实验目的：在本次课程设计中，希望同学们根据自己所学的知识，查找相关的资料，构造合适的数据结构，尽自己最大的努力解决这些问题，从而使自己学到更多新的知识。

实验内容：1）基本型问题

（1）选择合适的数据结构，将所有的英文单词生成一个字典 Dictionary。

（2）给定一个单词，判断这个单词是否在字典 Dictionary中。如果在单词库中，输出这个单词总共出现的次数。否则输出 NO扩展：

2）扩展型问题

（3）给定一个单词，按字典序输出字典 Dictionary 中所有以这个单词为前缀的单词。例如，如果字典 T={a,aa, aaa, b, ba}, 如果你输入 a,那么输出应该为{a, aa, aaa}。

（4）给定一个单词，输出在Dictionary 中以这个单词为前缀的单词的出现频率最高的10个单词，对于具有相同出现次数的情况，按照最近（即最后）插入的单词优先级比较高的原则输出。

（5）输出 Dictionary 中出现次数最高的 10个单词。

3）高级型问题

（6）现在我们有一些 Document，每个 Document 由一些单词组成，现在的问题就是给你一个word，检索出哪些 Document包含这个 word， 输出这些Document的DocumentID（就如同搜索引擎一样，即输入一些关键字，然后检索出和这些关键字相关的文档） 。

数据结构课程设计

总体要求：

明确每道题的逻辑和物理存储结构。

总体设计要画流程图。

提供程序测试方案。

界面友好。

提供实习报告，团队分工项目需详细说明个人的实现的功能。

实习报告模板/view/ec06ad0eba1aa8114431d9d3.html，注意仅粘贴关键代码和注释，不需要把所有代码都贴到实习报告里。

题目一（个人完成，共30分）: 带环链表问题

设计目的：

掌握链表的基本操作。

掌握带环链表的相关操作算法。

设计内容：

基于课程上机关于单链表的作业，要求进一步实现以下需求:

1.构造链表后，将元素值为m和n（从键盘输入，如有多个相同元素值，仅考虑首个出现的元素）的节点建立连接，注意判断节点出现的先后关系，将后面出现的节点（假设为n）的链域连到先出现的节点（假设为m），同时需销毁原n节点的后续节点，避免内存泄露；

2.利用课程ppt中关于判断链表是否有环的方法，判断链表是否有环路，并需给出环路出现的位置，即m，n节点的序号，请使用环路判断函数，不可直接查找m,n；

3.将环路链接取消，恢复单链表。

题目二（个人完成，共40分）:交通咨询系统设计

设计目的：

熟练掌握迪杰斯特拉算法和费洛伊德算法,能够利用它们解决最短路径问题。

掌握图的深度，广度遍历算法。

掌握快速排序算法。 设计内容：

设计一个交通咨询系统，通过读取全国城市距离图（参考/view/792877c8a1c7aa00b52acb5b#image/fullimageview/1433669645281，请转为文本文件并在程序运行时动态加载到内存），能够让用户查询从任一个城市定点到另一个城市定点之间的最短路径（两种算法均要实现，界面上可自行切换）以及所有不重复的可行路径，并利用快速排序对所有路径方案依据总长度进行排序输出，每一条结果均需包含路径信息及总长度。

题目三（团队完成，自行组队，每队不超过4人，需有队长及队员的明确分工，实习报告中需明确注明团队组成及队员的分工，共30分）:简单搜索引擎系统