天津科技大学数据结构与算法课程设计
算法与数据结构课程设计
算法与数据结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握基本的数据结构（线性表、树、图等）及其在实际问题中的应用。
2. 使学生了解并掌握常用的算法（排序、查找、递归等），并能够分析算法的效率。
3. 引导学生理解算法与数据结构之间的关系，以及它们在软件开发中的重要性。
技能目标：1. 培养学生能够运用所学数据结构和算法解决实际问题的能力。
2. 提高学生运用编程语言（如C++、Java等）实现算法和数据结构的能力。
3. 培养学生分析、设计、优化算法的能力，以及编写规范、高效的程序代码。
情感态度价值观目标：1. 培养学生积极主动地探索和解决问题，形成良好的学习习惯和团队合作精神。
2. 激发学生对计算机科学的兴趣，使其认识到算法与数据结构在实际应用中的价值。
3. 培养学生具备一定的抽象思维能力，敢于面对复杂问题，勇于克服困难。
课程性质：本课程为高中信息技术课程，旨在让学生掌握计算机科学的基本概念和方法，培养其逻辑思维能力和实际操作能力。
学生特点：高中学生具备一定的数学基础和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇，但可能对复杂概念和抽象知识接受程度有限。
教学要求：结合学生特点，采用案例教学、任务驱动等教学方法，注重理论与实践相结合，让学生在动手实践中掌握知识，提高能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保课程目标的实现。
通过课程学习，使学生能够达到以上所述的具体学习成果，为后续学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 数据结构：- 线性表：数组、链表- 栈与队列- 树：二叉树、线索二叉树、树的应用- 图：图的表示、图的遍历、最短路径2. 算法：- 排序：冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序- 查找：顺序查找、二分查找、哈希查找- 递归：递归算法的设计与实现- 算法效率分析：时间复杂度、空间复杂度3. 教学内容的安排与进度：- 数据结构（第一、二周）：线性表、栈与队列、树- 算法（第三、四周）：排序、查找、递归- 算法效率分析（第五周）：时间复杂度、空间复杂度4. 教材章节：- 《算法与数据结构》第一章：数据结构基础- 《算法与数据结构》第二章：线性表- 《算法与数据结构》第三章：栈与队列- 《算法与数据结构》第四章：树和二叉树- 《算法与数据结构》第五章：图- 《算法与数据结构》第六章：排序- 《算法与数据结构》第七章：查找- 《算法与数据结构》第八章：算法效率分析教学内容注重科学性和系统性，按照由浅入深的顺序组织，确保学生在掌握基本概念和方法的基础上，逐步提高解决问题的能力。
数据结构与算法课程设计
数据结构与算法课程设计数据结构和算法是计算机科学中非常重要的两个概念。
数据结构是指存储和组织数据的方式，而算法指的是解决问题的步骤和方法。
学习数据结构和算法不仅可以提升我们的编程能力，还可以培养我们的逻辑思维和问题解决能力。
在这门课程中，我们将学习各种常见的数据结构，比如数组、链表、栈、队列、树、图等，并且学习如何应用这些数据结构来解决各种实际问题。
此外，我们还将学习一些经典的算法，比如排序算法、查找算法、图算法等。
为了更好地掌握这门课程，我们需要进行一些课程设计，以实践所学知识。
下面我将介绍一个数据结构与算法课程设计的例子，希望能够帮助你更好地理解和应用所学的知识。
设计题目：实现一个简单的图书管理系统需求描述：我们需要设计一个简单的图书管理系统，用于管理图书馆的图书信息。
系统应该具有以下功能：1. 添加图书：可以添加图书的基本信息，包括书名、作者和出版日期等。
2. 删除图书：可以根据图书的编号删除图书。
3. 查找图书：可以根据图书的编号或关键词查找图书。
4. 展示图书：可以展示图书馆中的所有图书信息。
设计思路：为了实现这个图书管理系统，我们可以使用链表来存储图书的信息。
链表是一种常见的数据结构，可以用来存储具有连续关系的数据元素。
首先，我们可以定义一个图书的结构体，包含书名、作者和出版日期等信息。
然后，我们可以定义一个链表结构，用于存储图书的信息。
链表的每个节点包含一个图书结构体和一个指向下一个节点的指针。
接下来，我们可以实现添加图书的功能。
当用户输入图书的基本信息后，我们首先创建一个新的节点，并将图书信息存储在节点的图书结构体中。
然后，将该节点插入到链表的末尾或指定位置。
删除图书功能的实现与添加图书类似。
我们可以根据图书的编号定位到链表中的相应节点，并将其从链表中删除。
查找图书的功能可以根据图书的编号或关键词进行。
当用户输入编号或关键词后，我们遍历整个链表，查找与之匹配的图书，并将结果展示给用户。
数据结构与算法课程设计任务书
数据结构与算法课程设计任务书使用时间：2011-2012学年第2学期一、课程设计目的本课程设计的目的就是要达到理论与实际应用相结合，使同学们能够根据数据对象的特性，学会数据组织的方法，能把现实世界中的实际问题在计算机内部表示出来，并培养基本的、良好的程序设计技能。
二、课程设计题目共10题，每个学生一题，单独完成。
（选法为根据学生所在班级名册的自然顺序，第1-12名同学分别做第1到第12题，然后循环，第13-24名同学分别做第1到第12题，依次类推。
）1、银行业务活动的模拟任务：假设某银行有4个窗口对外接待客户，从早晨银行开门起不断有客户进入银行，由于每个窗口在某个时刻只能接待一个客户。
因此在客户人数众多时需要在每个窗口前顺次排队，对于刚进入银行的客户。
如果某个窗口的业务员正空闲，则可上前输业务。
反之，若个窗口均有客户所占，他便会排在为数最少的队伍后面。
编制一个程序模拟银行的这种业务活动并计算一天中客户在银行的平均逗留时间。
功能要求：1).实现数据的输入；2).各个窗口数据的访问和输出；3)当前窗口的人员分布情况动态显示。
界面要求：有合理的提示，每个功能可以设立菜单，根据提示，可以完成相关的功能要求。
存储结构：学生自己根据系统功能要求自己设计。
请在最后的上交资料中指明你用到的存储结构；测试数据：要求使用1、全部合法数据；2、整体非法数据；3、局部非法数据。
进行程序测试，以保证程序的稳定。
测试数据及测试结果请在上交的资料中写明；2、航班订票系统任务：通过此系统可以实现如下功能：1）、录入：可以录入航班情况（数据可以存储在一个数据文件中，数据结构、具体数据自定）2）、查询：可以查询某个航线的情况（如，输入航班号，查询起降时间，起飞抵达城市，航班票价，票价折扣，确定航班是否满仓）；可以输入起飞抵达城市，查询飞机航班情况；3）、订票：（订票情况可以存在一个数据文件中，结构自己设定）可以订票，如果该航班已经无票，可以提供相关可选择航班；4）、退票：可退票，退票后修改相关数据文件；客户资料有姓名，证件号，订票数量及航班情况，订单要有编号。
数据结构与算法课程设计
数据结构与算法课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握常见的数据结构（如线性表、树、图等）的基本概念和应用场景；2. 学习并掌握基本算法设计与分析技巧，包括排序、查找、递归等；3. 了解不同数据结构和算法在实际问题中的应用和性能分析。
技能目标：1. 能够运用所学数据结构设计简单的程序，解决实际问题；2. 能够运用算法分析技巧，评价算法的性能，并进行优化；3. 培养学生的编程能力、逻辑思维能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对数据结构与算法的兴趣，培养其主动探究和钻研的精神；2. 培养学生的团队合作意识，使其学会在团队中协作解决问题；3. 培养学生严谨、踏实的学术态度，认识到数据结构与算法在计算机科学中的重要性。
课程性质：本课程为高中信息技术课程，旨在帮助学生掌握数据结构与算法的基本知识，提高编程能力和问题解决能力。
学生特点：高中学生已具备一定的编程基础和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇心，但需加强对数据结构与算法的实践操作和深入理解。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过案例教学和任务驱动，让学生在实际操作中掌握数据结构与算法的知识，提高其编程能力和问题解决能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，使其形成良好的学习习惯和团队合作意识。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 数据结构部分：- 线性表：定义、顺序存储、链式存储；- 栈和队列：基本概念、应用场景、实现方法；- 树：二叉树、遍历方法、线索二叉树；- 图：图的表示方法、遍历算法、最小生成树、最短路径。
2. 算法部分：- 排序算法：冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序；- 查找算法：顺序查找、二分查找、哈希查找；- 递归算法：递归概念、应用实例、递归与栈的关系；- 算法分析：时间复杂度、空间复杂度、算法优化。
3. 教学大纲：- 第一周：数据结构概述，线性表的概念及存储；- 第二周：栈和队列，树的基本概念；- 第三周：二叉树及遍历方法，线索二叉树；- 第四周：图的表示和遍历，最小生成树和最短路径；- 第五周：排序算法，查找算法；- 第六周：递归算法，算法分析。
数据结构与算法课程设计(方案)
数据结构与算法课程设计方案书软件工程系2016年6月20日1、课程名称：数据结构与算法课程设计2、授课时间：2015-2016学年第二学期，教学周17、18周3、授课班级：2015级软件工程专业（移动方向）1班,春1、2班4、课程意义：数据结构与算法课程设计既是一门基础课程，又是一门实践性课程。
通过本实训课程的学习和训练，使同学学会分析研究数据对象的特性，学会数据的组织方法，以便选择合适的数据逻辑结构和存储结构，以及相应的运算（操作），把现实世界中的问题转化为计算机内部的表示和处理，这是一个良好的程序设计技能训练的过程。
在整个教学或学习过程中，解题能力和技巧的训练是一个重要的环节。
旨在弥补课堂教学和实验中的不足，帮助学生充分理解和巩固所学的基本概念、原理和方法，达到融会贯通、举一反三的目的。
5、授课内容：1 学生成绩管理项目简介学生成绩管理是学校教务部门日常工作的重要组成部分，其处理信息量很大。
本项目是对学生成绩管理的简单模拟，用菜单选择方式完成下列功能：输入学生数据；输出学生数据；学生数据查询；添加学生数据；修改学生数据；删除学生数据。
设计思路本项目的实质是完成对学生成绩信息的建立、查找、插入、修改、删除等功能，可以首先定义项目的数据结构，然后将每个功能写成一个函数来完成对数据的操作，最后完成主函数以验证各个函数功能并得出运行结果。
数据结构本项目的数据是一组学生的成绩信息，每条学生的成绩信息由学号、姓名和成绩组成，这组学生的成绩信息具有相同特性，属于同一数据对象，相邻数据元素之间存在序偶关系。
由此可以看出，这些数据具有线性表中数据元素的性质，所以该系统的数据采用线性表来存储。
顺序表是线性表的顺序存储结构，是指用一组连续的内存单元依次存放线性表的数据元素。
在顺序存储结构下，逻辑关系相邻的两个元素在物理位置上也相邻，这是顺序表的特点。
本项目可以采用顺序表的线性表顺序存储结构。
用结构体类型定义每个学生数据，故该数组中的每个数据的结构可描述为：typedef struct STU{ char stuno[10]; //学号char name[10]; //姓名float score; //成绩} ElemType;2 停车场管理项目简介设停车场是一个可以停放n辆汽车的南北方向的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。
数据结构与算法设计课程设计
内江师范学院数据结构与算法设计课程设计实验报告册编制算法设计课题组审定曾意专业：信息与计算科学班级：2012级 6 班学号：20120241242姓名：杨浩天数学与信息科学学院2014年9月说明1.学生在做实验之前必须要准备实验，主要包括预习与本次实验相关的理论知识，熟练与本次实验相关的软件操作，收集整理相关的实验参考资料，要求学生在做实验时能带上充足的参考资料；若准备不充分，则学生不得参加本次实验，不得书写实验报告；2.要求学生要认真做实验，主要是指不得迟到、早退和旷课，在做实验过程中要严格遵守实验室规章制度，认真完成实验内容，极积主动地向实验教师提问等；若学生无故旷课，则本次实验等级计为D；3.学生要认真工整地书写实验报告，实验报告的内容要紧扣实验的要求和目的，不得抄袭他人的实验报告；4.实验成绩评定分为A+、A、A-、B+、B、C、D各等级。
根据实验准备、实验态度、实验报告的书写、实验报告的内容进行综合评定，具体对应等级如下：完全符合、非常符合、很符合、比较符合、基本符合、不符合、完全不符合。
实验名称：算法设计基础实验（实验一）指导教师：牟廉明，刘芳实验时数： 4 实验设备：安装了VC++计算机实验日期：年月日实验地点：第五教学楼北802 实验目的：掌握算法设计的基本原理，熟悉算法设计的基本步骤及其软件实现。
实验准备：1.在开始本实验之前，请复习相关实验内容；2.需要一台准备安装Windows XP Professional操作系统和装有VC++6.0的计算机。
实验内容：求n至少为多大时，n个1组成的整数能被2013整除。
实验过程：1.1算法思想2013=61*33,6个1能够整除33，寻找满足n个1能够整除61的n即可。
1.2 算法步骤1.定义变量y储存余数，i储存1的个数，m为被除数，初始化为111111；2.如果被除数能够除尽61，输出i;如果被除数不能够除尽61，while继续循环,m=y*1000000+111111,i++;3.重复2，直到找到满足条件的m为止，输出i;1.3算法实现（C++程序代码）#include<iostream>using namespace std;int main(){int y,m,i;i=6;m=111111;while(y!=0){m=y*1000000+111111;y=m%61;i=i+6;}cout<<i<<endl;return 0;}1.4 算法分析时间复杂度为O(n);实验总结（由学生填写）：通过该实验发现，任何问题不要盲目的使用蛮力法，一定要化蛮力为巧力，这样既可以减少程序的时间复杂度，也能得到较精确的结果。
算法与数据结构课程设计任务书
算法与数据结构课程设计任务书1、实训意义和目的使学生巩固和加强《C语言程序设计》和《数据结构与算法》课程的理论知识。
使学生掌握Ｃ语言的基本概念、语法、语义和数据类型的使用特点。
使学生掌握Ｃ语言程序设计的方法及编程技巧，能正确使用Ｃ语言编写程序。
进一步理解和运用结构化程设计的思想和方法；学会利用流程图或N-S图表示算法。
使学生掌握调试程序的基本方法及上机操作方法。
掌握书写程设计开发文档的能力，使学生学会撰写课程设计总结报告。
课学生做毕业设计打好基础。
初步掌握开发一个小型实用系统的基本方法：结合实际应用的要求，使课程设计既覆盖知识点，又接近工程实际需要。
通过激发学习兴趣，调动学生主动学习的积极性，并引导他们根据实际编程要求，训练自己实际分析问题的能力及编程能力，并养成良好的编程习惯。
培养学生的创新能力和创新思维。
学生可以根据指导书和相关文献上的参考算法，自己设计出相应的应用程序。
培养学生良好的程序设计风格。
在实际编程中，为了提高编程质量，对空行、空格和注释均有要求。
学生在课程设计书写代码时，应该严格按要求处理，以便建立良好的程序设计风格。
2、实训目标及要求参加本课程设计的学生，应当认真完成本课程设计的全部过程。
并以最终课程设计成果来证明其独立完成各种实际任务的能力。
从而，反映出理解和运用本课程知识的水平和能力。
A、分析问题。
各种简单的与计算机有关的案例中所需要的输出结果，把大问题分解成小问题，使用自顶向下或类似设计方法给出模块化或计划。
B、提出算法执行特定任务。
模块表示为算法，使用自顶向下或伪代码等设计手段将模块细化成更详细的成分，清楚地表明顺序、选择和重复等到控制结构。
C、把一个算法变为用C语言编写的结构化程序。
D、用合适的测试方法检查程序是否符合最初的要求，为不合适数据设计错误陷阱，并提供错误信息来帮助用户。
E、写出清晰的用户文档，确保用户或者通过遵循程序中的指示或者使用程序设计者编写的文档能成功地运行程序。
天津科技大学数据结构---第4章-分治法
}
}
2019/9/22
算法设计与分析--分治法
12
二路归并排序的合并步的时间复杂性为O(n)， 所以，二路归并排序算法存在如下递推式：
T
(n)
=
1
2T
(n
2)
+n
n =1 n >1
可得二路归并排序的时间代价是O(nlog2n)。
二路归并排序在合并过程中需要与原始记录序列同 样数量的存储空间，因此其空间复杂性为O(n)。
性 格 不 合 用 眼角去 看中国 人我很 霸道我 很无赖 花花世 界、何 必执着 错也错 得值得 了 贵 族 ★ 公 子の沵 ╭ァ是 我的江 湖ゝ单 色少年 涐的野 心就是 占有沵 年轻就 是输得 起 爱 要 坦 荡 荡。2016， 带 我去旅 行迩的 笑是我 的荣耀 .特别存 在╮无 可取代 ゜爱你 要 不 要 单 身 ン贵族 你、只 能属于 我。╯ 诱惑你 很Ok丢 弃一切 ノ赢得 未来喂 、我还 爱 你 中 意 你 山沟， 帅小伙 魅力值 100‰ 农 村人挺 起是男 人、就 活出你的高傲。素质
}
}
2019/9/22
算法设计与分析--分治法
21
最好情况:每次划分后把待划分区间划分为长度相等的两个 子序列。 在具有n个记录的序列中，一次划分需要对整个待划分序列 扫描一遍，则所需时间为O(n)。 设T(n)是对n个记录的序列进行排序的时间，则有： T(n)=2 T(n/2)＋n
=2(2T(n/4)＋n/2)＋n＝4T(n/4)＋2n =4(2T(n/8)＋n/4)＋2n＝8T(n/8)＋3n
{ if (first<end) { pivot=Partition(r, first, end); //问题分解，pivot是轴值在序列中的位置 QuickSort(r, first, pivot-1); //递归地对左侧子序列进行快速排序 QuickSort(r, pivot+1, end); //递归地对右侧子序列进行快速排序
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《数据结构与算法分析》课程设计教学任务书
一、课程设计的目的
数据结构与算法课程主要是研究非数值计算的程序设计问题中所出现的计算机操作对象以及它们之间的关系和操作的学科。
数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件之间的一门计算机专业的核心课程，它是计算机程序设计、数据库、操作系统、编译原理及人工智能等的重要基础，广泛的应用于信息学、系统工程等各种领域。
学习数据结构与算法是为了将实际问题中涉及的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理。
通过课程设计可以提高学生的思维能力，促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。
通过此次课程设计主要达到以下目的：
了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力；
初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；
提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；
训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。
二、课程设计的基本要求
1. 独立思考，独立完成：课程设计中各任务的设计和调试要求独立完成，遇到问题可以讨论，但不可以拷贝。
2. 做好上机准备：每次上机前，要事先编制好准备调试的程序，认真想好调试步骤和有关环境的设置方法，准备好有关的文件。
3. 按照课程设计的具体要求建立功能模块，每个模块要求按照如下几个内容认真完成：
a）需求分析：
在该部分中叙述，每个模块的功能要求
b）概要设计：
在此说明每个部分的算法设计说明（可以是描述算法的流程图），每个程序中使用的存储结构设计说明（如果指定存储结构请写出该存储结构的定义）
c）详细设计：
各个算法实现的源程序，对每个题目要有相应的源程序（可以是一组程序，每个功能模块采用不同的函数实现）
源程序要按照写程序的规则来编写。
要结构清晰，重点函数的重点变量，重点功能部分要加上清晰的程序注释
d）调试分析：
测试数据，测试输出的结果，时间复杂度分析，和每个模块设计和调试时存在问题的思考（问题是哪些，问题如何解决？），算法的改进设想
课程设计总结：（保存在word文档中）总结可以包括：课程设计过程的收获、遇到的问题、解决问题过程的思考、程序调试能力的思考、对数据结构这门课程的思考、在课程设计过程中对《数据结构》课程的认识等内容
4. 实现的结果必须进行检查和演示，程序源代码和程序的说明文件必须上交，作为考核内容的一部分。
（上交时每人交一份，文件夹的取名规则为：“学号姓名”，如“09201199王五”。
该文件夹下至少包括：“源代码”、“课程设计报告”、“可执行文件”。
由学习委员收
集按规定时间统一上交）
5. 课程设计报告不要附源代码，可以对重点函数及结构进行说明。
6. 报告提交
时间：第21周星期四检查，第21周星期五由学习委员收集上交，迟交无成绩。
形式：课程设计报告。
三. 课程设计内容
1.一元多项式的代数运算（参考课本P39-P43）。
设计要求：计算任意两个一元多项式的加法、减法以及乘法。
2. 哈夫曼编码与译码
设计要求：针对字符集A（最少包含a-z的26字母以上）及其各字符的频率值（可统计获得）给出其中给字符哈夫曼编码，并针对一段文本（定义在A上）进行编码和译码，实现一个哈夫曼编码/译码系统（参考课本P144-P148）。
3. 校园导航问题
设计要求：设计你的学校的平面图，至少包括10个以上的场所，每两个场所间可以有不同的路，且路长也可能不同，找出从任意场所到达另一场所的最佳路径（最短路径）（参考课本P186-P192）。
4. 马踏棋盘问题
问题描述：
在８×８方格的棋盘上，从任意指定方格出发，为马寻找一条走遍棋盘每一格并且每格只经过一次的一条路径。
设计要求：
(1)数据输入：输入马的起始位置。
(2)结果输出：输出由每个方格点连接起来的整个路线。
(3)用深度优先搜索求解：
测试数据：
输入任意棋盘上的起点位置。
5. 数独游戏实现
问题描述：
数独是一种源自18世纪末的瑞士，后在美国发展的游戏，2004年11月12日“数独”游戏登上《泰晤士报》的版面，很快“数独”游戏就成为在世界范围内流行的数字拼图游戏。
如图所示，拼图是由一个3*3的九宫格组成，每一格又细分为一个小九宫格，共九九八十一个小格子。
游戏规则：游戏开始前会有一些格子上写好了1-9的数，在剩下的格子里填1-9的数，直到把所有格子填满，要求，任何一行或一列或者任何一个小九宫中没有相同的数字。
设计要求：
(1)数据输入：有些格已填写数字的九宫格，如图所示。
(2)结果输出：符合要求的填充1-9数字后的九宫格。
(3)用回溯法来求解该问题。
测试数据：
如图所示。
四、成绩评定
评分标准：
根据完成任务的情况、课程设计报告书的质量和课程设计过程中的工作态度等按照30%、50%、20%综合打分。
成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。
上机程序未通过者、无设计报告者以及严重抄袭他人设计者，成绩均为不及格。
数据结构与算法分析课程设计报告
设计题目：
专业
学号
姓名
2010 年月日。