数据结构考试大纲.doc
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数据结构考试大纲.doc
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《数据结构》考试大纲
I课程性质与设置目的:
一、本课程的性质和特点、在本专业中的地位、设置目的与作用
《数据结构》课程是网络教育考试的一门必修的专业基础课。
这门课程的主要特点是实践性很强,不仅要学习基本理论知识,更要注重上机实践,通过上机实践验证算法的正确性,掌握和巩固所学理论知识。
设立本门课程的目的是通过学习,使学生学会分析研究计算机加工的数据结构的特性,以便为应用涉及的数据选择适当的逻辑结构、存储结构及相应的算法,并初步了解对算法的时间分析和空间分析技术。
另一方面,通过对本课程算法设计和上机实践的训练,还应培养学生的数据抽象能力和程序设计的能力,为后续课程,特别是软件课程打下坚实的知识基础。
要求学生掌握各种常用数据结构的逻辑结构,存储结构及有关操作的算法。
二、本课程的基本要求
通过本课程的学习,学生应比较系统地从数据结构的逻辑结构、存储结构和运算三个方面去掌握线性表、栈、队列、串、数组、广义表、树、图和文件等常用的数据结构;并且掌握在各种常用的数据结构上实现得排序和查找算法,同时对算法的时间和空间复杂性有一定得分析能力;针对简单的应用问题,应能选择合适得数据结构及设计有效得算法解决之。
这对于培养学生运用数据结构解决实际问题能力的培养有着重要的意义。
三、本课程与其他课程的联系
本课程的先修课程为离散数学和高级程序设计语言。
本课程的大部分实例都是C语言实现得,故要求较熟悉地掌握C语言。
本课程的重点是掌握各种数据结构的逻辑结构,该逻辑结构对应的存储结构及其运算。
难点是对算法进行时间和空间复杂性的分析。
学生在学习本课程时,要善于把每种逻辑结构关于特点的基本理论与算法实现过程结合起来,这样对算法的实现和掌握有一个深刻地理解,从中得到启迪和借鉴,提高分析思维能力。
同时,为了较好地理解和掌握各种逻辑结构、存储结构,要勤于思考、联系实际,必要的时候要熟记一些逻辑结构性质方面的内容。
II课程内容与考核标准:
第一章绪论
一、学习目的和要求
本章的目的是介绍数据结构中常用的基本概念和术语以及学习数据结构的意义。
本章要了解数据的抽象类型定义。
理解算法在实际问题中的应用。
重点掌握各种基本概念和术语、算法描述和分析的方法。
二、课程内容
第一节什么是数据结构
第二节基本概念和术语
第三节抽象数据类型的表示与实现
第四节算法和算法分析
三、考核知识点
1,合适的数据结构在解决实际应用问题中的关键性;以及学习《数据结构》的意义。
2,数据、数据元素、数据项、数据结构等基本概念。
3,数据结构的四种逻辑结构和两种存储结构表示方法。
4,抽象数据类型的表示和实现
5,算法的五个特点。
6,算法、算法的时间复杂度和空间复杂度、最坏的和平均的时间复杂度等概念。
7,算法描述和算法分析的方法,对于一般算法能分析出时间复杂度。
四、考核要求
1.识记
1)数据结构的基本概念和术语。
2)合适的数据结构在解决实际应用问题中的关键性,以及学习《数据结构》的意义。
3)数据结构的四种逻辑结构和两种存储结构表示方法。
2.领会
1)算法的描述和分析:
算法的时间复杂度和空间复杂度、最坏的和平均的时间复杂度
第二章线性表
一、学习目的和要求
本章的目的是介绍线性表的逻辑结构和各种存储表示方法,以及定义在逻辑结构上的各种基本运算及其在存储结构上如何实现这些基本运算。
要求在熟悉这些内容的基础上,能够针对具体应用问题的要求和性质,选择合适的存储结构设计出相应的有效算法,解决与线性表相关的实际问题。
本章重点是熟练掌握顺序表和单链表上实现的各种基本运算及相关的时间性能分析,难点是在循环链表和双向链表存储结构中各种基本运算的实现。
二、课程内容
第一节线性表的类型定义
第二节线性表的顺序表示和实现
第三节线性表的链式表示和实现
三、考核知识点
1,线性表的类型定义
2,顺序表的含义及特点,顺序表上的插入、删除操作及其平均时间性能分析
3,链式表示和实现,单链表、双链表、循环链表链接方式上的区别;
4,单链表上实现的建表、查找、插入和删除等基本算法及其时间复杂度。
5,循环链表上尾指针取代头指针的作用
6,单循环链表上的算法与单链表上相应算法的异同点。
7,双向链表的定义和相关算法。
8.顺序表和链表的比较,以及如何选择其一作为其存储结构才能取得较优的时空性能。
四、考核要求
1.识记
1)线性表的逻辑结构特征;
2)线性表上定义的基本运算,并利用基本运算构造出较复杂的运算。
2.领会
1)顺序表和链表的比较,各自的优缺点。
2)针对线性表上所需要执行的主要操作,知道选择顺序表还是链表作为其存储结构才能取得较优的时空性能。
3.综合应用
1)顺序表的含义及特点,顺序表上的插入、删除操作及其平均时间性能分析。
2)单链表、双链表、循环链表链接方式上的区别;
3)单链表上实现的建表、查找、插入和删除等基本算法及其时间复杂度。
4)循环链表上尾指针取代头指针的作用,
5)单循环链表上的算法与单链表上相应算法的异同点。
6)双链表的定义和相关算法。
第三章栈和队列
一、学习目的和要求
本章的目的是介绍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运算。
要求在掌握栈和队列的特点的基础上,懂得在什么样的情况下使用栈或队列。
本章重点是掌握栈和队列在两种存储结构上实现的基本运算,难点是循环队列中对边界条件的处理
二、课程内容
第一节栈
第二节栈的应用举例
第四节队列
三、考核知识点
1,栈的抽象数据类型的定义
2,栈的表示和实现
3,栈的简单应用
4,抽象数据类型队列的定义
5,队列的链式表示和实现
6,队列的顺序表示和实现
四、考核要求
1.领会
1)栈和队列的特点,栈和队列各自的使用情况。
2.综合应用
1)栈的逻辑结构特点,栈与线性表的异同。
2)顺序栈和链栈上实现进栈、退栈等基本算法。
3)利用栈解决简单的实际问题。
4)队列逻辑结构特点,队列与线性表的异同。
5)顺序队列(主要是循环队列)和链队列上实现的入队、出队等基本算法。
6)顺序队列的“假溢出”现象及其采用循环队列进行解决的方法。
第四章串
一、学习目的和要求
本章的目的是介绍串的逻辑结构、存储结构及其串上的基本运算。
本章重点是掌握串的基本概念和三种表示方法。
二、课程内容
第一节串类型的定义
第二节串的表示和实现
三、考核知识点
1、串的定义、空串、空格串、子串、主串、串相等。
2、串的基本操作。
3、串的顺序存储结构及在顺序存储结构下基本操作的实现。
4、串的堆分配存储表示及其在堆分配存储结构下基本操作的实现。
5、串的链式存储表示
四、考核要求
1.领会
1)串的有关概念及其基本运算
2)模式算法中next函数的求法。
2.简单应用
1)串的三种存储表示
2)使用串解决与串相关的简单的应用问题
第五章数组和广义表
一、学习目的和要求
本章的目的是介绍多维数组的逻辑结构特征及其存储方式,特殊矩阵和稀疏矩阵的压缩存储方法及广义表的概念,要求熟悉这些内容。
本章重点是熟悉多维数组的存储方式、矩阵的压缩存储方式、广义表的定义及其表头表尾的运算,难点是稀疏矩阵的压缩存储表示下转置运算。
二、课程内容
第一节数组的定义
第二节数组的顺序表示和实现
第三节矩阵的压缩存储
第四节广义表的定义
第五节广义表的存储结构
三、考核知识点
1,数组的顺序存储结构。
2,二维数组的按行存储及按列存储和计算数组元素的地址计算公式。
3,矩阵的压缩存储、特殊矩阵的表示。
四、考核要求
1.领会
1)多维数组的逻辑结构特征
2)多维数组的顺序存储结构及其地址计算方式
3)特殊矩阵和稀疏矩阵的概念
4)稀疏矩阵的压缩存储方式——三元组表
5)稀疏矩阵的两种转置运算算法
第六章树和二叉树
一、学习目的和要求
本章的目的是介绍二叉树的定义、性质、存储结构、遍历、线索化,树的定义、存储结构、遍历、树和森林的转换及赫夫曼树及其赫夫曼编码等内容。
本章重点是掌握二叉树及其二叉树的遍历。
难点是掌握与树有关的简单应用。
二、课程内容
第一节树的定义和基本术语
第二节二叉树
第三节遍历二叉树和线索二叉树
第四节树和森林
第六节赫夫曼树及其应用
三、考核知识点
1、树的定义和术语。
2、二叉树(完全二叉树、满二叉树)的定义和性质(结论)、二叉树的存储结构——顺序表示法和链表表示法。
3、二叉树的三种遍历方法及相应的递归算法。
4、二叉树线索化的目的及其实质。
5、树的存储表示法——孩子表示法、双亲表示法、孩子兄弟表示法。
6、树和森林及二叉树的转换方法。
7、树和森林的遍历
8、树的路径长度、树的带权路径长度、赫夫曼树(最优二叉树)的构造方法。
9、赫夫曼编码方法
四、考核要求
1.领会
1)树的逻辑结构特征
2)树的不同表示方法
3)树的常用术语及含义
4)二叉树线索化的目的及实质
5)在中序线索树中查找给定结点的中序前驱和中序后继的方法
6)树和森林与二叉树之间的转换方法
7)树的各种存储结构及其特点
8)树的遍历方法
2.简单应用
1)二叉树的定义及树与二叉树的差别
2)二叉树的性质,了解相应的证明方法
3)二叉树的两种存储结构、特点及适用范围
4)最优二叉树和前缀编码的概念及特点
5)赫夫曼算法的思想
6)根据给定的叶结点及其权值构造出相应的最优二叉树
7)根据最优二叉树构造对应的赫夫曼编码
3.综合应用
1)二叉树的三种遍历算法,理解其执行过程
2)根据不同的遍历方法,应能得出其相应的结点访问次序
3)以遍历算法为基础,设计有关算法解决简单的应用问题
第七章图
一、学习目的和要求
本章的目的是介绍图的基本概念、两种常用的存储结构、两种遍历方法以及图的应用算法。
本章重点是掌握图的两种存储结构上实现的遍历算法。
难点是图的应用算法:
最小生成树,求最短路径以及拓扑排序。
只要求掌握这些算法的基本思想及时间性能。
二、课程内容
第一节图的定义和术语
第二节图的存储结构
第三节图的遍历
第四节图的连通性问题
第五节有向无环图及其应用
第六节最短路径
三、考核知识点
1、图的逻辑结构特征
2、图的常用术语及含义
3、图的邻接矩阵表示法存储结构
4、邻接表表示法
5、图的深度优先遍历
6、图的广度优先遍历
7、生成树和最小生成树
8、构造最小生成树的PRIM算法思想和时间性能
9、构造最小生成树的Kruskal算法思想和时间性能
10、拓扑排序
11、关键路径
12、关于最短路径的算法——Dijkstra算法思想
四、考核要求
1.领会
1)图的逻辑结构及特征
2)图的常用术语及含义
3)生成树和最小生成树的概念
4)对给定的图遍历,画出深度优先和广度优先生成树或森林
5)Prim和Kruskal算法的基本思想、时间性能及这两种算法各自的特点
6)要求对给定的连通图,根据Prim和Kruskal算法构造最小生成树
7)最短路径的含义
8)求单源点的最短路径问题的Dijkstra算法的基本思想和时间性能
9)拓扑排序的基本思想和步骤
10)拓扑排序不成功的原因
11)对给定的有向图,若拓扑序列存在,则要求写出一个或多个拓扑序列
2.简单应用
1)图的邻接矩阵表示法和邻接表表示法
2)根据应用问题的特点选择合适的存储结构
3)
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