《数据结构》课程教学大纲
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《数据结构 A》课程教学大纲
Data Structure A
课程代码：
课程性质：专业基础理论课/必修
适用专业：信息计算、信息安全
开课学期：5
总学时数：72
总学分数：4.5
编写年月：2003年7月
修订年月：2007年7月
执 笔：高学军、刘科峰、李小英 一、课程的性质和目的
数据结构是信息与计算科学专业的一门重要专业基础课程
当用计算机来解决实际问题时
就要涉及到数据的表示及数据的处理
而数据表示及数据处理正是数据结构课程的主要研究对象
通过这两方面内容的学习
为后续课程
特别是软件方面的课程打下了厚实的知识基础
同时也提供了必要的技能训练
因此
数据结构课程在信息与计算科学专业中具有举足轻重的作用
二、课程教学内容及学时分配
第1章 绪论 （4学时）
理解数据、数据元素和数据项的概念及其相互间的关系
理解数据结构的逻辑结构、存储结构的联系与区别
以及在数据结构上施加的运算及其实现
掌握简单的算法分析方法
本章知识点为：数据、数据元素、数据对象、数据结构、存储结构和数据类型等概念术语的确定含义；抽象数据类型的定义、表示和实现方法；描述算法的类C语言；算法设计的基本要求以及从时间和空间角度分析算法的方法
第2章 线性表 （10学时
2个学时实验上机）
理解线性表的定义及其运算
理解顺序表和链表的定义、组织形式、结构特征和类型说明
掌握在这两种表上实现的插入、删除和按值查找的算法
了解循环链表、双向(循环)链表的结构特点和在其上施加的插入、删除等操作
掌握稀疏多项式在线性表的两种存储结构上的实现方法
本章知识点为：线性表的逻辑结构定义、抽象数据类型定义和各种存储结构的描述方法；在线性表的两类存储结构(顺序的和链式的) 上实现基本操作；稀疏多项式的抽象数据类型定义、表示和加法的实现
第3章 栈和队列 （6学时
2个学时实验上机）
理解栈和队列的定义、特征及在其上所定义的基本运算
掌握在两种存储结构上对栈和队列所施加的基本运算的实现
熟练掌握循环队列和链队列的基本操作实现算法
尤其是队满和队空的描述方法
本章知识点为：抽象数据类型栈的定义；栈的表示和实现；栈的应用；抽象数据类型队列的定义；链队列；循环队列
第4章 串 （4学时
2个学时实验上机）
熟悉串的七种基本操作的定义
并能利用这些基本操作来实现串的其它各种操作的方法
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
掌握串的堆存储结构以及在其上实现串操作的基本方法
本章知识点为：串的数据类型定义；串的三种存储表示：定长顺序存储结构、块链存储结构和堆分配存储结构；串的各种基本操作的实现及其应用；
第5章 数组和广义表 （6学时
2个学时实验上机）
了解数组的两种存储表示方法
并掌握数组在以行为主的存储结构中的地址计算方法
掌握对特殊矩阵进行压缩存储时的下标变换公式
了解稀疏矩阵的两种压缩存储方法的特点和适用范围
领会以三元组表示稀疏矩阵时进行矩阵运算采用的处理方法
掌握广义表的结构特点及其存储表示方法
本章知识点为：数组的类型定义和表示方式；特殊矩阵和稀疏矩阵的压缩存储方法及运算的实现；广义表的逻辑结构和存储结构和广义表的操作
第6章 树和二叉树 （12学时
2个学时实验上机）
深刻理解树的定义、性质及其存储方法
熟练掌握二叉树的二叉链表存储方式、结点结构和类型定义
并能画出给定二叉树的二叉链表的结构示意图；理解并掌握二叉树的三种遍历方法
并能写出该三种遍历的算法；会完成树、森林与二叉树间的相互转换；理解哈夫曼树的构造方法
并能对给定的数据集合构造出哈夫曼树
本章知识点为：二叉树的定义、性质和存储结构；二叉树的遍历和线索化以及遍历算法的各种描述形式；树和森林的定义、存储结构、与二叉树的转换、遍历；树的多种应用
第7章 图 （12学时
2个学时实验上机）
理解图的基本概念及术语
掌握图的两种存储结构(邻接矩阵和邻接表)的表示方法；熟练掌握图的两种遍历(深度优先搜索遍历和广度优先搜索遍历)的算法思想、步骤
并能列出在两种存储结构上按上述两种遍历算法得到的序列；理解最小生成树的概念
能按Prim算法构造最小生成树；了解并掌握拓扑排序、关键路径、最短路径的算法思想
本章知识点为：图的定义和术语；图的四种存储结构：数组表示法、邻接表、十字链表和邻接多重表；图的两种遍历策略：深度优先搜索和广度优先搜索；图的连通性：连通分量和最小生成树；拓扑排序和关键路径；两类求最短路径问题的解法
第8章 查找 （10学时
2个学时实验上机）
了解查找的基本思想及查找成功和不成功的概念
掌握在顺序表、有序表、索引表、散列表等上的查找方法和算法
并能求出相应的平均查找长度
本章知识点为：讨论查找表(包括静态查找表和动态查找表)的各种实现方法：顺序表、有
序表、树表和哈希表；平均查找长度的讨论
第9章 内部排序 （8学时
2个学时实验上机）
了解排序的基本思想和基本概念
理解和掌握插入排序、冒泡排序、快速排序、直接选择排序、堆排序、归并排序和基数排序的基本思想、步骤及算法
本章知识点为：讨论比较各种内部排序方法
插入排序、交换排序、选择排序、归并排序和基数排序的基本思想、算法特点、排序过程以及它们的时间复杂度分析
在每类排序方法中
又从简单方法入手
重点讨论性能先进的高效方法
三、课程教学的基本要求
本课程是信息与计算科学专业的重要专业基础课
计算机科学各领域及有关的系统和应用软件都要用到各种数据结构
在教学方法上采用课堂讲授
课后自学
课堂讨论等教学形式
(一)课堂讲授
本课程属于基础理论课程
在传授知识原理的前提下
配合实际应用例子
由浅入深善于诱导
使学生从被动吸收知识的状态下
转化到主动索取知识的状态中来
并采用多媒体辅助教学
加大课堂授课的知识含量
注重培养学生的学习兴趣
提高学生的基本素质
（二）课后自学
为了培养学生整理归纳
综合分析和处理问题的能力
每章都安排一部分内容
课上教师只给出自学提纲
不作详细讲解
课后学生自学
（三）课堂讨论
课堂讨论的目的是活跃学习气氛
开拓思路
教师应认真组织
安排重点发言
充分调动每一名同学的学习积极性
做好总结
（四）课外作业
为了让学生巩固所学的知识
每章都布置一定数量课外作业
（五）实验
用C语言或C++语言完成一些算法设计题
培养学生的算法设计能力和程序设计能力
总评成绩：平时作业占30%
闭卷考试占70%
四、本课程与其它课程的联系与分工
先修课程：离散数学
C++面向对象程序设计等
后续课程：操作系统
数据库原理等
五、建议教材与教学参考书
[1] 严蔚敏 吴伟民编著
数据结构(C语言版)
北京:清华大学出版社
2004
[2] 严蔚敏 吴伟民编著
数据结构题集(C语言版)
北京:清华大学出社
2004
[3] Willan Ford
Willian Topp. Data Structures with C++. New Jersey:Prentice Hall Inc
Adivision Simon & Schuster Company
1996(数据结构--C++语言描述.北京:清华大学出版社
1997)
[4] 徐孝凯
数据结构实用教程（C/C++描述）
北京:清华大学出版社
1999
[5] 陈慧南.数据结构（使用C++语言描述）
南京:东南大学出版社
2001
[6] 殷人昆
陶永雷
谢若阳等.数据结构（用面向对象方法与C++描述）
北京:清华大
学出版社
1999