数据结构教案课程.docx
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数据结构教案课程
2015至2016学年第二学期
数据结构课程
教
案
课程编码:
1261D03
总学时/周学时:
80/5
开课时间:
2016年2月24日第1周至第16周
授课年级、专业、班级:
15级网工程2班
使用教材严蔚敏.数据结构(C语言版)[M]北京:
清华大学出版社,2011.
系别/教研室:
信息工程学院/物联网工程
授课教师:
刘波
教学目标:
《数据结构》是物联网工程专业的一门专业必修课。
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。
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。
通过本课程教学,使学生了解数据结构的基本概念,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,掌握算法描述及算法的评价标准,熟悉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,旨在培养学生基本的、良好的程序设计技能,编制高效可靠的程序,并为学生日后学习操作系统和数据库等后续课程奠定基础。
教学要求:
本课程主要是以抽象数据类型的观点来组织和讲解线性表、栈、队列、树、二叉树、图等各种主要的数学模型并定义为相应的抽象数据类型,给出各种物理表示法和有关算法,关于数据处理技术介绍几种主要的排序和查找算法。
学生通过学习该课程后主要应掌握以下内容:
1.了解数据结构及有关的基本概念;
2.了解各种抽象数据类型的性质;
3.掌握各种抽象数据类型的实现和基本算法;
4.对算法的时间和空间复杂性有一定的分析能力;
5.能够选择适当的数据结构和存储结构以及设计有效的算法,解决实际问题;
6.掌握数据结构在排序和查找等常用算法中的应用。
教学重点:
抽象数据类型、顺序表、单链表、循环链表、栈、队列、数组、特殊矩阵、树和二叉树、最小生成树、拓扑排序、查找、内部排序
教学难点:
单链表、栈、循环队列、特殊矩阵、二叉树、关键路径、最短路径
教学方法与手段:
1.理论部分以讲授法为主,结合讨论及课堂练习实现教学目的。
2.传统教学手段与多媒体等现化手段相结合。
3.重视实验教学,要求学生利用一切可利用的时间和机会去实验室,实现并验证书本上的各种算法,达到真正实现教学目的。
考核与成绩评定方式:
本课程为考试科目,课程结束后采用闭卷考试。
考核总成绩中,平时成绩占30%(出勤占10%,实验占10%,书面作业占10%),期末考试占70%;考核范围为教学大纲规定的基本要求教学内容。
教材与主要参考书目:
1.教材
严蔚敏、吴伟民.数据结构(C语言版)[M]北京:
清华大学出版社,2011.
2.主要参考书目
严蔚敏、李冬梅、吴伟民,《数据结构》(C语言版)[M]北京:
人民邮电出版社,2011.
周次
授课章节及主要内容
实践教学环节内容
实验或课程设计等
学时
作业
主要
参考书目
1
1.1~1.4数据结构基本概念和术语及ADT,算法和算法分析2.1~2.2线性表的定义,顺序实现
4
2
2.3链式实现;2.4一元多项式相加
4
3
3.1~3.2栈的定义和应用
4
4
3.3栈与递归3.4队列
4
5
4.1~4.4串的定义和实现模式匹配,串的应用;
5.1~5.2数组的定义和实现
复习C语言的基本操作:
函数实现
6
6
5.3~5.5矩阵的压缩存储,广义表;6.1~6.2树和二叉树的定义,二叉树的性质
顺序表的操作
6
7
6.2~6.3二叉树存储,遍历和线索二叉树;6.4树和森林
单链表的操作
6
8
6.6赫夫曼树和赫夫曼编码
单链表的操作
6
9
7.1~7.2图的定义、存储;
7.3图的遍历
栈的应用:
括号匹配
6
10
7.4图的连通性;7.5拓扑排序、关键路径
队列的应用:
模拟病人看病
6
11
7.6最短路径;
9.1静态查找表
二叉树的遍历及应用
6
12
9.2动态查找表;9.3哈希表
二叉树的遍历及应用
6
13
10.1~10.4插入、希尔、快速排序
图的遍历
6
14
10.4~10.7选择、归并、基数排序,各种排序的比较
图的遍历
6
15
查找算法设计与实现
2
16
排序算法设计与实现
2
17
18
19
20
第一讲:
绪论
(一)
周次:
第1周,第1次
授课章节
第1章绪论1.1~1.4
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.了解数据结构的发展及所处的地位
2.深刻理解数据结构的基本概念和术语
3.了解抽象数据类型的定义、表示和实现方法
4.掌握算法描述及算法的评价标准
5.理解算法五个要素的确切含义
6.掌握计算语句频度和估算算法时间复杂度的方法
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.算法设计的要求基本概念和术语
5.算法效率的度量
6.算法的存储空间需求
7.第1章总结与复习及例题讲解
教学重点
数据结构的概念和术语
抽象数据类型的表示与实现
算法的五个要素
计算语句频度和估算算法时间复杂度
教学难点
数据结构的意义及数据结构的基本内容
数据结构及数据、数据元素等相关概念
算法描述的方法
算法时间复杂度的计算
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第二讲:
线性表
(一)
周次:
第1周,第2次
授课章节
第2章线性表2.1~2.2
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.理解线性表的概念、存储结构
2.深刻理解线性表的顺序存储结构的特点、类型描述,熟练掌握插入、删除、查找操作的算法实现
教学内容
1.线性表的类型定义
2.线性表的顺序表示和实现
教学重点
线性表的定义及逻辑上的特点
顺序表上插入、删除和定位运算的实现
教学难点
线性表与线性结构的联系与区别
线性表的顺序存储结构及其运算
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第三讲:
线性表
(二)
周次:
第2周,第1次
授课章节
第2章线性表2.3
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
熟练掌握线性表的链式存储结构的特点、类型描述,插入、删除、查找操作的算法实现
教学内容
线性表的链式表示和实现——单链表
教学重点
单链表的结构特点及类型说明
头指针和头结点的作用及区别和指针操作
插入、删除、查找运算在单链表上的实现
教学难点
头结点在链表中的作用和指针的操作
单链表存储结构定义,插入、删除运算中的指针操作顺序
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第四讲:
线性表(三)
周次:
第2周,第2次
授课章节
第2章线性表2.3
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
掌握循环链表、双向链表及其基本操作的算法
教学内容
1.线性表的链式表示和实现——循环链表
2.线性表的链式表示和实现——双向链表
3.一元多项式的表示及相加
教学重点
循环链表插入与删除运算的实现
双向链表的结构特点及其插入与删除运算的实现
教学难点
循环链表、双向链表上指针的操作顺序及其相关运算
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第五讲:
线性表(四)
周次:
第3周,第1次
授课章节
第2章线性表2.3
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
第2章总结与复习及习题讲解
教学内容
1.线性表的链式表示和实现——循环链表
2.线性表的链式表示和实现——双向链表
教学重点
线性表各存储结构定义,插入、删除等运算的应用
教学难点
线性表各存储结构定义,插入、删除等运算的应用
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第六讲:
栈和队列
(一)
周次:
第3周,第2次
授课章节
第3章栈和队列3.1~3.2
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.理解栈的概念、逻辑特点及存储结构
2.熟练掌握顺序存储和链式存储两种结构下的进栈、出栈的算法
教学内容
1.栈的定义
2.栈的应用举例(数制转换,括号匹配)
教学重点
栈的顺序存储结构
进栈、出栈等运算在顺序栈上的实现
教学难点
顺序栈基本运算的实现
顺序栈的溢出判断条件
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第七讲:
栈和队列
(二)
周次:
第4周,第1次
授课章节
第3章栈和队列3.2,3.3
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
掌握利用栈实现表达式求值的算法;
理解递归算法执行过程中栈的状态变化过程,了解将递归程序转换为非递归程序的方法。
教学内容
1.栈的应用举例,如迷宫求解和表达式求值。
2.栈与递归的实现,递归程序转换为非递归程序的方法。
教学重点
递归算法执行过程中栈的状态变化过程
教学难点
递归算法执行过程中栈的状态变化过程
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第八讲:
栈和队列(三)
周次:
第4周,第2次
授课章节
第3章栈和队列3.4
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.理解队列的概念、存储结构
2.熟练掌握顺序存储和链式存储两种结构下的入队、出队的算法
教学内容
1.队列的定义
2.链队列——队列的链式表示和实现
3.循环队列——队列的顺序表示和实现
4.第3章总结与复习及例题讲解
教学重点
队列的定义及逻辑特点
入队、出队等基本运算在顺序、链式队列上的实现
教学难点
循环队列的队空、队满判断条件;循环队列上的插入、删除操作
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第九讲:
串
(一)
周次:
第5周,第1次
授课章节
第4章串
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.掌握串的定义、存储方式和常用的串运算
2.熟练掌握在串的定长顺序存储结构上实现串的各种操作的方法
3.了解串的堆存储结构及块链存储结构
4.掌握串的模式匹配算法的基本算法和改进算法
教学内容
1.串类型的定义
2.串的表示和实现
3.串的模式匹配算法
4.串操作应用举例
5.第4章总结与复习及例题讲解
教学重点
串的两种存储方式
字符串的运算
串的模式匹配算法
教学难点
串的模式匹配算法
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第十讲:
数组和广义表
(一)
周次:
第5周,第2次
授课章节
第5章数组和广义表5.1~5.2
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
掌握多维数组的结构特点和在内存中的两种顺序存储方式
教学内容
1.数组的定义
2.数组的顺序表示和实现
教学重点
多维组的逻辑结构,两种顺序存储方式
计算给定元素在存储区中的地址
教学难点
数组的两种存储表示方法,数组在以行为主的存储结构中的地址计算方法
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第十一讲:
数组和广义表
(二)
周次:
第6周,第1次
授课章节
第5章数组和广义表5.3~5.5
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.掌握对特殊矩阵进行压缩存储时的下标变换公式;
2.领会稀疏矩阵的压缩方式和简单运算
3.了解广义表的定义、表示及存储
教学内容
1.矩阵的压缩存储
2.广义表的定义及存储结构
3.第5章总结与复习及例题讲解
教学重点
对称矩阵、三角矩阵的压缩存储方式
稀疏矩阵的三元组表表示方法
了解广义表的定义、表示及存储
教学难点
稀疏矩阵的压缩存储表示下的运算的实现
稀疏矩阵的三类压缩存储方法的特点和适用范围,以三元组表示稀疏矩阵时进行矩阵运算采用的处理方法
广义表的结构特点及其存储表示方法
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第十二讲:
树和二叉树
(一)
周次:
第6周,第2次
授课章节
第6章树和二叉树6.1~6.2
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.理解树的定义和基本术语
2.深刻理解二叉树的定义、性质及其存储方法
3.熟练掌握二叉树的顺序存储方式、结点结构和类型定义
教学内容
1.树的定义和基本术语
2.二叉树的定义和性质
教学重点
二叉树的定义、性质、逻辑特点及五种基本形态、基本运算
教学难点
二叉树的递归定义
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第十三讲:
树和二叉树
(二)
周次:
第7周,第1次
授课章节
第6章树和二叉树6.2~6.3
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.熟练掌握二叉树的链式存储方式、结点结构和类型定义
2.理解并掌握二叉树的三种遍历算法
教学内容
1.二叉树的链式存储结构
2.遍历二叉树
教学重点
二叉树的链式存储结构及组织方式
二叉树的三种遍历方法及其算法
教学难点
二叉树链式存储结构的组织方式
三种遍历的主要区别
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第十四讲:
树和二叉树(三)
周次:
第7周,第2次
授课章节
第6章树和二叉树6.3~6.4
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.灵活运用二叉树的遍历方法解决相关的应用问题
2.理解并掌握二叉树的线索化方法
3.熟练掌握森林与二叉树间的相互转换
4.了解树的简单应用
教学内容
1.二叉树的遍历方法的应用
2.线索二叉树
3.树的存储结构
4.森林与二叉树的转换
教学重点
以遍历为基础在二叉树上实现的几种运算
中序线索化
森林与二叉树的转换
教学难点
二叉树上的复杂运算
森林与二叉树的转换
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第十五讲:
树和二叉树(四)
周次:
第8周,第1次
授课章节
第6章树和二叉树6.6
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
掌握哈夫曼树的构造方法
教学内容
1.赫夫曼树的定义
2.赫夫曼树的构造
教学重点
哈夫曼树的构造方法
教学难点
哈夫曼树的构造方法
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第十六讲:
树和二叉树(五)
周次:
第8周,第2次
授课章节
第6章树和二叉树6.6
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
掌握哈夫曼编码算法
教学内容
1.赫夫曼树的应用
2.第6章总结与复习及例题讲解
教学重点
哈夫曼编码算法
教学难点
哈夫曼编码算法
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第十七讲:
图
(一)
周次:
第9周,第1次
授课章节
第7章图7.1~7.2
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.掌握图的基本概念及术语
2.掌握图的两种存储结构(邻接矩阵和邻接表)的表示方法
教学内容
1.图的定义和术语
2.图的存储结构
教学重点
理解图的定义、术语及其含义
各种图的邻接矩阵表示法及其类型说明
教学难点
正确理解与区别图的常用术语
区别图的两种存储结构的不同点及其应用场合
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第十八讲:
图
(二)
周次:
第9周,第2次
授课章节
第7章图7.2~7.3
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
掌握图的遍历(深度优先搜索遍历和广度优先搜索遍历)算法
教学内容
1.图的存储结构
2.图的遍历
教学重点
图的按深度优先搜索遍历方法和按广度优先搜索遍历方法
教学难点
图的按深度优先搜索遍历方法和按广度优先搜索遍历方法
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第十九讲:
图(三)
周次:
第10周,第1次
授课章节
第7章图7.4
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.理解连通分量、生成树和强连通分量的含义
2.掌握最小生成树的构造
教学内容
1.无向图的连通分量和生成树
2.有向图的强连通分量
3.最小生成树
教学重点
生成树和最小生成树的概念
由Prim算法思想构造最小生成树
教学难点
由Prim算法思想构造最小生成树
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第二十讲:
图(四)
周次:
第10周,第2次
授课章节
第7章图7.5
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
1.掌握拓扑排序的算法
2.掌握关键路径的算法
教学内容
1.拓扑排序
2.关键路径
教学重点
拓扑排序、关键路径的算法思想
教学难点
关键路径的算法思想
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第二十一讲:
图(五)
周次:
第11周,第1次
授课章节
第7章图7.6
任课教师
严小燕
教学方法
与手段
多媒体教学与板书相结合
课时安排
2
教学目的与要求
掌握最短路径的算法
教学内容
1.从某个源点到其余各顶点的最短路径
2.每一对顶点之间的最短路径
3.第7章总结与复习及例题讲解最短路径
教学重点
最短路径的算法思想
教学难点
最短路径的算法思想
作业布置
课堂练习
使用教材和
主要参考书
教材:
严蔚敏.数据结构.清华大学出版社,2011
参考书:
严蔚敏、李冬梅.数据结构(C语言版)人民邮电出版社,2011.
备注
授课的详细内容参见讲稿
第二十二讲:
查找
(一)
周次:
第11周,第2次
授课章节
第9章
- 配套讲稿:
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