05《数据结构》教学大纲.doc
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1、数据结构 教学大纲一、理论教学内容1、绪论(1)数据结构与算法(2)算法的描述和特征2、线性表(1)线性表的逻辑结构(2)线性表的顺序存储结构(3)线性表的链式存储结构3、栈和队列(1)堆栈(2)队列4、字符串、数组和广义表(1)字符串基本概念(2)字符串的存储结构(3)字符串的模式匹配(4)数组的基本概念(5)矩阵的压缩存储(6)广义表5、树(1)树的定义和术语(2)二叉树(3)遍历二叉树(4)线索二叉树(5)树和森林(6)树的应用6、图(1)图的基本概念(2)图的存储结构(3)图的遍历(4)最小代价生成树(5)求最短路径(6)拓扑排序7、查找(1)线性表的查找(2)树的查找(3)哈希表及其
2、查找8、排序(1)选择排序(2)直接插入排序(3)冒泡排序(4)希尔排序(5)堆排序(6)快速排序(7)合并排序二、实践内容字符串、数组和广义表树图查找排序三、学时分配本课程总教学时数 80 学时,其中理论教学为 60 学时,实践为 20 学时。教学内容学时数实践网上课堂一、绪论4二、线性表8三、栈和队列8四、字符串、数组和广义表44五、树124六、图124七、查找44八、排序84总学时数6020数据结构教学大纲说明一、本课程性质、作用和任务数据结构课程是计算软件设计(高职)专业的一门重要的专业技术基础课。数据结构课程不仅涉及到计算机硬件(编码理论、存储装置和存取方法等)的研究范围,而且和计算
3、机软件的研究有着更密切的关系。无论是编译程序还是操作系统,都涉及到数据元素在内存中的分配问题。在研究信息检索时也必须考虑如何组织数据,以便操作数据元素更为方便。数据结构课程不仅是一般程序设计的基础,而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库管理系统及其它系统程序应用的重要基础。因此,数据结构课程在专业知识学习和专业技能培养两个方面都处于关键性的地位。二、本课程与其它有关课程的联系与分工数据结构课程的先修课程包括高级语言程序设计、计算机应用基础和高等数学,其中尤以高级语言程序设计为必要基础。数据结构课程是操作系统、数据库管理系统、计算机网络等后继课程的重要基础。因此,学好数据结构这门课程,意义重
4、大。三、本课程的基本要求课程的主要内容包括线性结构、非线性结构、排序和查找等,对每一种数据结构的讨论通常包括以下五个方面:逻辑结构,即数据的组织形式;基本运算,即该数据结构典型操作方式的逻辑结构上的加工。存储结构,即数据结构的计算机中的表示方法;算法评价,即对运算实现及存储性能的估价。因此,数据结构课程的基本要求是通过教学,应该使学生掌握程序设计中常见的各种数据结构及各种存储结构上的运算,并通过其性能比较,能根据实际问题的需要,采用较合理的数据结构及设计良好的算法,从而提高程序设计水平,并为学习后继课程打下良好的知识基础。四、本课程各部分内容的教学要求1.绪论本章要求 本章学习与数据结构有关的
5、基本概念和基本方法,要求重点掌握:数据结构(逻辑结构、存储结构),抽象数据类型(定义、实现),算法(定义、设计要求、描述工具、复杂度分析)。1.1 什么是数据结构1.2 抽象数据类型的表示与实现1.3 算法描述和算法分析2.线性表本章要求 线性结构是一种最基本的数据结构。本章首先给出线性表的抽象数据类型定义,然后分别用顺序结构和链表结构实现线性表。对于链表结构,要求重点掌握单链表、循环链表、双向链表。2.1 线性表的逻辑结构2.2 线性表的顺序表示和实现2.3 线性表的链式表示和实现3.栈和队列本章要求栈和队列是两种限定性线性表,在编译程序、操作系统等各种软件系统中应用广泛。本章主要内容包括:
6、栈和队列的抽象数据类型定义、分别用顺序结构和单链表结构实现栈和队列,栈和队列的典型应用,栈与递归的实现。要求重点掌握利用栈和队列解决实际问题的方法。3.1 栈3.2 队列4.字符串、数组和广义表本章要求字符串是最基本的非数值数据,在语言编译、信息检索、文字编辑等问题中,有广泛的应用。数组和广义表,可以看成是扩展的线性数据结构,其中广义表是人工智能程序设计的基础。要求重点掌握:抽象数据类型数组的定义与实现,特殊矩阵的压缩存储,稀疏矩阵(分别用三元组表、十字链表实现转置、加减法等矩阵运算),广义表的存储结构。初步掌握:稀疏矩阵的乘法运算,广义表的基本操作。4.1 字符串基本概念4.2 字符串的存储
7、结构4.3 字符串的匹配模式4.4 数组的基本概念4.5 矩阵的压缩存储4.6 广义表5树和二叉树本章要求树是一种层次结构,在文件系统、数据库系统、编译系统等方面有重要应用。二叉树是树的特例和基础,所以本章首先学习二叉树的有关知识,然后学习树、森林与二叉树的相互转换。要求熟练掌握:树与二叉树的抽象数据类型定义和实现,二叉树的遍历与线索二叉树,树、森林与二叉树的关系,哈父曼树及其应用。初步掌握:树的计数。5.1 树的定义和术语5.2 二叉树5.3 二叉树的遍历5.4 线索二叉树5.4 树和森林5.6 树的应用6.图本章要求图是一种重要的非线性结构,在系统工程,控制论,人工智能,编译系统等领域中有
8、广泛的应用。要求重点掌握:图的抽象数据类型定义,图的实现(邻接矩阵、邻接表、十字链表),图的遍历,图的应用(用普里姆算法求最小生成树、拓扑排序、关键路径、用迪杰斯特拉算法求最短路径)。初步掌握:邻接多重表、用克鲁斯卡尔算法求最小生成树。6.1 图的基本概念6.2 图的存储结构6.3 图的遍历6.4 最小代价生成树6.5 最短路径6.6 拓扑排序7.查找本章要求在非数值运算问题中,数据存储量一般很大,为了在大量信息中快速找到某些数据,需要借助有效的查找技术。本章要求熟练掌握:顺序查找、折半查找、分块查找、二叉排序树、哈希表。初步掌握:平衡二叉排序树、B-树和B+树。7.1 线性表的查找7.2 树
9、的查找7.3 哈希表及其查找8.排序本章要求在数据处理问题中,经常用到查找操作,为了查得快找得准,通常希望待处理的数据按关键字大小有序排列,所以排序是一种基础性操作,研究和掌握各种排序方法非常重要。本章要求重点掌握:直接插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、简单选择排序、堆排序、归并排序。一般性掌握:折半插入排序、树形选择排序、基数排序。8.1 选择排序8.2 直接插入排序8.3 冒泡排序8.4 希尔排序8.5 堆排序8.6 快速排序8.7 合并排序五、教学内容、重点和难点1、教学内容(1)绪论1.1 数据结构与算法1.2 算法的描述和特征(2)线性表2.1 线性表的逻辑结构2.2 线性表的
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