数据结构新版教案数据结构教程Java语言描述李春葆清华大学出版社.docx
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数据结构新版教案数据结构教程Java语言描述李春葆清华大学出版社
武汉大学教案
2017—2018学年第一学期
课程名称数据结构
授课教师李春葆
教师所在院系计算机学院
授课对象2016级卓越工程师班
总学时、学分72学时、4学分
武汉大学
第1章-绪论教案
一、教学目的(黑体五号)
通过本章的学习,学生应达到如下基本要求:
1、掌握数据结构的基本概念。
2、掌握数据逻辑结构和存储结构的映射关系。
3、掌握数据类型和数据结构的区别和联系。
4、掌握利用抽象数据类型表述求解问题的方法。
5、掌握算法的特性和采用C/C++语言描述算法的方法。
6、掌握算法设计目标和分析方法,包括时间复杂度和空间复杂度分析。
7、掌握从数据结构的角度设计好算法的过程。
二、教学内容(黑体五号)
1、数据结构的概念。
2、数据逻辑结构类型和存储结构类型。
3、数据结构和数据类型的关系。
4、抽象数据类型的作用和描述方法。
5、算法的概念,算法的特性,算法的描述方法。
6、算法的时间复杂度和空间复杂度分析。
7、算法设计的基本过程。
三、教学重点与难点(黑体五号)
1、用抽象数据类型描述求解问题。
2、算法特性,理解算法和程序的异同。
3、算法的时间复杂度分析,特别是递归算法的时间复杂度分析。
4、算法的空间复杂度分析,特别是递归算法的空间复杂度分析。
5、设计“好”算法的过程。
四、教学方法(黑体五号)
讲授、讨论、提问
五、教学时间分配(黑体五号)
本章共4学时,安排如下:
1、教学内容1~4:
2学时。
2、教学内容5~7:
2学时。
六、教具准备(黑体五号)
教学PPT
七、拟向学生提问的问题(黑体五号)
1、学习数据结构课程有什么体会?
2、如何进行从数据设计到应用程序的设计。
八、复习题(黑体五号)
对应第1章的测验题和作业题,见附件(含参考答案),共20题。
九、选用教材(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构教程(第5版),清华大学出版社,李春葆等2017。
[2]数据结构教程(第5版)学习指导,清华大学出版社,李春葆等2017。
十、参考书目(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构(C语言),清华大学出版社,严蔚敏,2002。
[2].数据结构基础,Horowitz,E.等著(朱仲涛译),清华大学出版社,2009
[3].算法导论,Cormen,T.H.等著(潘金贵等译),机械工业出版社,2006
第2章-线性表教案
一、教学目的(黑体五号)
通过本章的学习,学生应达到如下基本要求:
1、掌握线性表的逻辑结构特点,线性表抽象数据类型的描述方法。
2、掌握线性表的两类存储结构设计方法以及各自的优缺点。
3、掌握顺序表算法设计方法。
4、掌握单链表、双链表和循环链表算法设计方法。
5、利用线性表求解复杂的应用。
6、掌握有序表的特点和有序表的归并算法设计方法。
二、教学内容(黑体五号)
1、线性表的概念。
2、线性表抽象数据类型的描述方法。
3、线性表的顺序存储结构。
4、顺序表的算法设计方法。
5、线性表的链式存储结构。
6、单链表的算法设计方法。
7、双链表的算法设计方法。
8、循环链表的算法设计方法。
9、利用线性表求解复杂问题的方法。
10、有序表的特点和归并算法设计。
三、教学重点与难点(黑体五号)
1、线性表的顺序存储结构和链式存储结构的优缺点。
2、顺序表的插入和删除操作过程及其实现。
3、单链表的查找、插入和删除操作过程及其实现。
4、双链表的查找、插入和删除操作过程及其实现。
5、循环链表的查找、插入和删除操作过程及其实现。
6、有序表归并算法的思路及其实现算法,该算法的时间复杂度分析。
7、利用线性表求解复杂的应用问题。
四、教学方法(黑体五号)
讲授、讨论、提问
五、教学时间分配(黑体五号)
本章共10学时,安排如下:
1、教学内容1~3:
2学时
2、教学内容4~5:
2学时
3、教学内容6:
2学时
4、教学内容7~8:
2学时
5、教学内容9~10:
2学时
六、教具准备(黑体五号)
教学PPT
七、拟向学生提问的问题(黑体五号)
1、顺序表和链表的异同?
2、顺序表算法设计有哪些基本方法?
3、单链表算法设计有哪些基本方法?
4、如何利用线性表设计较复杂的应用程序?
八、复习题(黑体五号)
对应第2章的测验题和作业题,见附件(含参考答案),共40题。
九、选用教材(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构教程(第5版),清华大学出版社,李春葆等2017。
[2]数据结构教程(第5版)学习指导,清华大学出版社,李春葆等2017。
十、参考书目(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构(C语言),清华大学出版社,严蔚敏,2002。
[2].数据结构基础,Horowitz,E.等著(朱仲涛译),清华大学出版社,2009
[3].算法导论,Cormen,T.H.等著(潘金贵等译),机械工业出版社,2006
第3章-栈和队列教案
一、教学目的(黑体五号)
通过本章的学习,学生应达到如下基本要求:
1、掌握栈的逻辑结构特性,栈抽象数据类型的描述方法。
2、掌握栈的先进后出特点。
3、掌握栈基本运算在两类存储结构下的实现算法。
4、掌握栈在实际求解问题中的应用方法。
5、掌握队列的逻辑结构特性,队列抽象数据类型的描述方法。
6、掌握队列的先进后出特点。
7、掌握队列基本运算在两类存储结构下的实现算法。
8、掌握队列在实际求解问题中的应用方法。
二、教学内容(黑体五号)
1、栈的逻辑结构特性。
2、栈抽象数据类型的描述方法。
3、顺序栈的算法设计方法。
4、链栈的算法设计方法。
5、栈在表达式求值中的应用。
6、栈在求迷宫问题中的应用。
7、队列的逻辑结构特性。
8、队列抽象数据类型的描述方法。
9、顺序队的算法设计方法。
10、链队的算法设计方法。
11、队列在求迷宫问题中的应用。
三、教学重点与难点(黑体五号)
1、栈、队列和线性表的异同。
2、顺序栈的基本运算算法设计。
3、链栈的基本运算算法设计。
4、顺序队的基本运算算法设计。
5、循环队列和非循环队列的特点。
6、链队的基本运算算法设计。
7、利用栈/队列求解复杂的应用问题。
四、教学方法(黑体五号)
讲授、讨论、提问
五、教学时间分配(黑体五号)
本章共8学时,安排如下:
1、教学内容1~4:
2学时
2、教学内容5~6:
2学时
3、教学内容7~10:
2学时
4、教学内容11:
2学时
六、教具准备(黑体五号)
教学PPT
七、拟向学生提问的问题(黑体五号)
1、在何时使用栈,何时使用队列?
2、非循环队列为什么会出现假溢出?
3、栈和队列求解迷宫问题各有什么特点?
八、复习题(黑体五号)
对应第3章的测验题和作业题,见附件(含参考答案),共25题。
九、选用教材(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构教程(第5版),清华大学出版社,李春葆等2017。
[2]数据结构教程(第5版)学习指导,清华大学出版社,李春葆等2017。
十、参考书目(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构(C语言),清华大学出版社,严蔚敏,2002。
[2].数据结构基础,Horowitz,E.等著(朱仲涛译),清华大学出版社,2009
[3].算法导论,Cormen,T.H.等著(潘金贵等译),机械工业出版社,2006
第4章-串教案
一、教学目的(黑体五号)
通过本章的学习,学生应达到如下基本要求:
1、掌握串的逻辑结构特性和串抽象数据类型的描述方法。
2、掌握串的两类存储结构设计方法以及各自的优缺点。
3、掌握顺序串算法设计方法。
4、掌握链串算法设计方法。
5、掌握串的模式匹配算法设计方法。
二、教学内容(黑体五号)
1、串的概念。
2、串抽象数据类型的描述方法。
3、串的顺序存储结构及顺序串算法设计方法。
4、串的链式存储结构及链串算法设计方法。
5、串的模式匹配的概念。
6、串的简单模式匹配算法。
7、KMP算法及其提高串匹配效率的特点。
三、教学重点与难点(黑体五号)
1、串的顺序存储结构和链式存储结构的优缺点。
2、顺序串运算算法设计。
3、链串运算算法设计。
4、简单模式匹配算法设计。
5、KMP算法设计,KMP算法是如何提高串匹配效率的。
四、教学方法(黑体五号)
讲授、讨论、提问
五、教学时间分配(黑体五号)
本章共4学时,安排如下:
1、教学内容1~4:
2学时
2、教学内容5~7:
2学时
六、教具准备(黑体五号)
教学PPT
七、拟向学生提问的问题(黑体五号)
1、串的两种存储结构各有什么优缺点?
2、KMP算法是如何提高模式匹配效率的?
八、复习题(黑体五号)
对应第4章的测验题和作业题,见附件(含参考答案),共15题。
九、选用教材(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构教程(第5版),清华大学出版社,李春葆等2017。
[2]数据结构教程(第5版)学习指导,清华大学出版社,李春葆等2017。
十、参考书目(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构(C语言),清华大学出版社,严蔚敏,2002。
[2].数据结构基础,Horowitz,E.等著(朱仲涛译),清华大学出版社,2009
[3].算法导论,Cormen,T.H.等著(潘金贵等译),机械工业出版社,2006
第5章-递归教案
一、教学目的(黑体五号)
通过本章的学习,学生应达到如下基本要求:
1、掌握递归和递归模型的概念。
2、掌握递归算法的执行过程。
3、掌握递归算法的实现原理。
4、掌握递归算法设计的一般步骤。
5、基于递归数据结构的递归算法设计方法。
6、基于递归求解方法的递归算法设计方法。
二、教学内容(黑体五号)
1、递归的概念。
2、什么情况使用递归。
3、什么是递归模型。
4、递归算法的执行过程。
5、递归调用的实现原理。
6、递归算法设计的一般步骤。
7、基于递归数据结构的递归算法设计。
8、基于递归求解方法的递归算法设计。
三、教学重点与难点(黑体五号)
1、何时使用递归。
2、如何从递归角度提取求解问题的递归模型。
3、递归算法的执行过程。
4、递归算法的实现原理。
5、递归算法设计的一般步骤。
6、理解递归数据结构的特征。
7、利用递归思想求解复杂的应用问题。
四、教学方法(黑体五号)
讲授、讨论、提问
五、教学时间分配(黑体五号)
本章共4学时,安排如下:
1、教学内容1~5:
2学时
2、教学内容6~8:
2学时
六、教具准备(黑体五号)
教学PPT
七、拟向学生提问的问题(黑体五号)
1、举出我们实际生活中用到递归的两个示例?
2、递归算法设计的基本规律?
八、复习题(黑体五号)
对应第5章的测验题和作业题,见附件(含参考答案),共10题。
九、选用教材(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构教程(第5版),清华大学出版社,李春葆等2017。
[2]数据结构教程(第5版)学习指导,清华大学出版社,李春葆等2017。
十、参考书目(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构(C语言),清华大学出版社,严蔚敏,2002。
[2].数据结构基础,Horowitz,E.等著(朱仲涛译),清华大学出版社,2009
[3].算法导论,Cormen,T.H.等著(潘金贵等译),机械工业出版社,2006
第6章-数组和稀疏矩阵教案
一、教学目的(黑体五号)
通过本章的学习,学生应达到如下基本要求:
1、掌握数组的逻辑结构特性,数组抽象数据类型的描述方法。
2、掌握数组的顺序存储结构及其特点。
3、掌握对称矩阵、上三角矩阵、下三角矩阵和三对角矩阵的压缩存储。
4、掌握稀疏矩阵的特点。
5、掌握稀疏矩阵的两种压缩存储方法。
二、教学内容(黑体五号)
1、数组的逻辑结构特性。
2、数组的顺序存储结构及其特点。
3、对称矩阵、上三角矩阵、下三角矩阵和三对角矩阵的压缩存储。
4、稀疏矩阵的特点。
5、稀疏矩阵的三元组和十字链表存储结构。
三、教学重点与难点(黑体五号)
1、数组的顺序存储结构及其特点。
2、对称矩阵、上三角矩阵、下三角矩阵和三对角矩阵的压缩存储方法。
3、稀疏矩阵的三元组表示及其基本运算算法设计。
四、教学方法(黑体五号)
讲授、讨论、提问
五、教学时间分配(黑体五号)
本章共4学时,安排如下:
教学内容1~3:
2学时
教学内容4~5:
2学时
六、教具准备(黑体五号)
教学PPT
七、拟向学生提问的问题(黑体五号)
1、为什么所有的高级语言都提供数组类型?
2、为什么特殊矩阵和稀疏矩阵要采用压缩存储?
八、复习题(黑体五号)
对应第6章的测验题和作业题,见附件(含参考答案),共15题。
九、选用教材(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构教程(第5版),清华大学出版社,李春葆等2017。
[2]数据结构教程(第5版)学习指导,清华大学出版社,李春葆等2017。
十、参考书目(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构(C语言),清华大学出版社,严蔚敏,2002。
[2].数据结构基础,Horowitz,E.等著(朱仲涛译),清华大学出版社,2009
[3].算法导论,Cormen,T.H.等著(潘金贵等译),机械工业出版社,2006
第7章-树和二叉树教案
一、教学目的(黑体五号)
通过本章的学习,学生应达到如下基本要求:
1、掌握树的定义及其逻辑结构特性,数组抽象数据类型的描述方法。
2、掌握树的逻辑结构表示方法和树的性质。
3、掌握树的遍历方法和树的存储结构。
4、掌握树的算法设计。
5、掌握二叉树的定义及其性质。
6、掌握二叉树与树、森林之间的转换。
7、掌握二叉树的两种存储结构。
8、掌握二叉树的基本运算算法设计。
9、掌握二叉树的遍历过程、算法设计及其应用。
10、掌握二叉树的构造过程。
11、掌握线索二叉树的特点及其构造过程。
12、掌握哈夫曼树和哈夫曼编码的构造过程。
二、教学内容(黑体五号)
1、树的逻辑结构特性及树抽象数据类型的描述。
2、树的逻辑表示方法及树的基本术语。
3、树的性质。
4、树的遍历方法。
5、树的存储结构。
6、二叉树的递归定义和二叉树的性质。
7、完全二叉树和满二叉树的特点。
8、二叉树与树、森林之间的转换方法。
9、二叉树的两种存储结构及其特点。
10、二叉树的基本运算算法设计方法。
11、二叉树的遍历过程。
12、二叉树的先序、中序和后序遍历递归和非递归算法设计及其应用。
13、二叉树的层次遍历算法设计及其应用。
14、二叉树的构造过程。
15、线索二叉树的构造过程及其特点。
16、哈夫曼树和哈夫曼编码的构造过程及其特点。
三、教学重点与难点(黑体五号)
1、树的递归特点。
2、树的性质、树的遍历和树的存储结构。
3、二叉树与树、森林之间的转换方法。
4、二叉树的递归特点、二叉树的性质和二叉树的两种存储结构。
5、完全二叉树和满二叉树的特点。
6、二叉树的先序、中序和后序遍历递归和非递归算法设计。
7、二叉树层次遍历算法设计。
8、二叉树遍历算法的应用。
9、二叉树的构造过程。
10、线索二叉树的特点及其构造过程。
11、哈夫曼树的特点、哈夫曼树构造过程。
12、哈夫曼编码的特点、哈夫曼编码的构造过程。
13、灵活运用二叉树这种数据结构解决一些综合应用问题。
四、教学方法(黑体五号)
讲授、讨论、提问
五、教学时间分配(黑体五号)
本章共10学时,安排如下:
1、教学内容1~5:
2学时
2、教学内容6~8:
2学时
3、教学内容9~10:
2学时
4、教学内容11~13:
2学时
5、教学内容14~16:
2学时
六、教具准备(黑体五号)
教学PPT
七、拟向学生提问的问题(黑体五号)
1、树形结构有什么特点,举出我们实际生活中应用树的两个示例?
2、为什么树和二叉树是两种不同的树形结构?
3、为何要进行树和二叉树之间的转换?
4、如何应用递归方法设计二叉树算法?
5、哈夫曼树有何实际应用?
八、复习题(黑体五号)
对应第7章的测验题和作业题,见附件(含参考答案),共50题。
九、选用教材(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构教程(第5版),清华大学出版社,李春葆等2017。
[2]数据结构教程(第5版)学习指导,清华大学出版社,李春葆等2017。
十、参考书目(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构(C语言),清华大学出版社,严蔚敏,2002。
[2].数据结构基础,Horowitz,E.等著(朱仲涛译),清华大学出版社,2009
[3].算法导论,Cormen,T.H.等著(潘金贵等译),机械工业出版社,2006
第8章-图教案
一、教学目的(黑体五号)
通过本章的学习,学生应达到如下基本要求:
1、掌握图的定义及其逻辑结构特性,图抽象数据类型的描述方法。
2、掌握图的基本术语及其含义。
3、掌握图的邻接矩阵和邻接表两种主要的存储结构及其特点。
4、掌握图的深度优先和广度优先遍历算法。
5、掌握图遍历算法的应用。
6、掌握生成树和最小生成树的定义。
7、掌握求最小生成树的Prim和Kruskal算法。
8、掌握最短路径的概念和求最短路径的Dijkstra和Flody算法。
9、掌握拓扑排序过程。
10、掌握关键路径的定义及其构造过程。
二、教学内容(黑体五号)
1、图的定义及图抽象数据类型的描述方法。
2、图基本术语的定义及其含义。
3、图的邻接矩阵和邻接表两种存储结构。
4、基于图邻接矩阵和邻接表存储结构的基本算法设计。
5、图遍历的概念。
6、图的深度优先遍历算法及其在图搜索算法设计中的应用。
7、图的广度优先遍历算法及其在图搜索算法设计中的应用。
8、生成树、深度优先生成树和广度优先生成树的概念。
9、最小生成树的定义,求最小生成树的Prim和Kruskal算法。
10、求单源最短路径的Dijkstra算法。
11、求多源最短路径的Flody算法。
12、拓扑排序的意义及其算法设计。
13、AOE网的含义和关键路径的定义。
14、求关键路径的过程。
三、教学重点与难点(黑体五号)
1、图的特点。
2、图的概念,包括完全图、路径/简单路径、连通图/连通分量、强连通图/强连通分量等重要概念。
3、图的邻接矩阵和邻接表两种存储结构及其特点。
4、图的深度优先和广度优先遍历算法。
5、图的两种遍历算法在图搜索算法设计中的应用。
6、生成树和最小生成树的定义,求最小生成树的Prim和Kruskal算法
7、求单源最短路径的Dijkstra算法求多源最短路径的Flody算法
8、拓扑排序算法
9、求AOE网关键路径的过程
10、灵活运用图这种数据结构解决一些综合应用问题。
四、教学方法(黑体五号)
讲授、讨论、提问
五、教学时间分配(黑体五号)
本章共10学时,安排如下:
1、教学内容1~4:
2学时
2、教学内容5~7:
2学时
3、教学内容8~9:
2学时
4、教学内容10~11:
2学时
5、教学内容12~14:
2学时
六、教具准备(黑体五号)
教学PPT
七、拟向学生提问的问题(黑体五号)
1、图结构有什么特点,举出我们实际生活中应用图的两个示例?
2、图如何存储?
邻接矩阵和邻接表有什么特点?
3、最小生成树有什么实际应用?
4、如何应用最短路径算法求解实际问题?
5、Kruskal和Dijkstra算法如何体现出贪心的思想?
八、复习题(黑体五号)
对应第8章的测验题和作业题,见附件(含参考答案),共50题。
九、选用教材(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构教程(第5版),清华大学出版社,李春葆等2017。
[2]数据结构教程(第5版)学习指导,清华大学出版社,李春葆等2017。
十、参考书目(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构(C语言),清华大学出版社,严蔚敏,2002。
[2].数据结构基础,Horowitz,E.等著(朱仲涛译),清华大学出版社,2009
[3].算法导论,Cormen,T.H.等著(潘金贵等译),机械工业出版社,2006
第9章-查找教案
一、教学目的(黑体五号)
通过本章的学习,学生应达到如下基本要求:
1、掌握查找的概念。
2、掌握线性表的顺序查找和折半查找算法,索引存储结构和分块查找方法。
3、掌握二叉排序树的定义、查找和插入算法、删除过程。
4、掌握平衡二叉树的特点及其调整方法。
5、掌握B-树的定义和基本操作过程,B+的定义。
6、掌握哈希表的定义及其特点。
7、掌握哈希函数构造方法和解决冲突的方法。
8、掌握各种查找方法的性能分析。
二、教学内容(黑体五号)
1、查找的定义和查找的相关概念。
2、顺序查找算法及其性能分析。
3、折半查找算法及其性能分析。
4、索引存储结构和分块查找算法。
5、二叉排序树的定义、查找和插入算法、删除过程。
6、平衡二叉排序树的定义、查找性能分析和调整过程。
7、B-树的定义和基本操作过程B+的定义。
8、哈希表的定义及其特点。
9、哈希函数构造方法和解决冲突的方法。
三、教学重点与难点(黑体五号)
1、顺序查找算法及其性能分析。
2、折半查找算法及其性能分析。
3、索引存储结构和分块查找的特点。
4、二叉排序树的查找和插入算法设计,删除过程。
5、平衡二叉树的调整过程和性能分析。
6、B-树的查找、插入和删除过程。
7、哈希表的特点、哈希函数构造方法和解决冲突的方法。
8、各种查找方法的特点和性能对比分析。
四、教学方法(黑体五号)
讲授、讨论、提问
五、教学时间分配(黑体五号)
本章共6学时,安排如下:
1、教学内容1~4:
2学时
2、教学内容5~7:
2学时
3、教学内容8~9:
2学时
六、教具准备(黑体五号)
教学PPT
七、拟向学生提问的问题(黑体五号)
1、折半查找为何比顺序查找好,它利用了数据中的什么信息?
2、索引查找方法给我们什么启示?
3、为什么需要平衡二叉树?
4、在组织大型数据时为什么采用B-树、B+树?
5、哈希表为何既是一种查找方法,又是一种存储结构?
八、复习题(黑体五号)
对应第9章的测验题和作业题,见附件(含参考答案),共30题。
九、选用教材(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构教程(第5版),清华大学出版社,李春葆等2017。
[2]数据结构教程(第5版)学习指导,清华大学出版社,李春葆等2017。
十、参考书目(名称、作者、出版社及出版时间)
[1]数据结构(C语言),清华大学出版社,严蔚敏,2002。
[2].数据结构基础,Horowitz,E.等著(朱仲涛译),清华大学出版社,2009
[3].算法导论,Cormen,T.H.等著(潘金贵等译),机械工业出版社,2006
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