计科数据结构教学大纲

《数据结构》理论教学大纲

课程编号：404511043

课程中文名称：数据结构

课程英文名称：Data Structures

课程类别：专业基础必修课

总学时：84学时（其中理论48学时，实验16学时，课外20学时）

总学分：5

适用专业：计算机科学与技术

一、课程的性质、地位与任务

数据结构计算机科学与技术专业中一门重要的专业基础课程。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，数据结构课程在计算机应用专业中具有举足轻重的作用。

本课程的任务是：在基础方面，要求学生掌握常用数据结构的基本概念及其不同的实现方法；在技能方面，通过系统学习能够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。

二、课程的基本要求

掌握重要数据结构的概念、使用方法及实现技术；学会做简单的算法分析，包括算法的时间代价和空间代价。

三、本课程与其他课程的联系

(1) 本课程先修课程 (高级语言程序设计 )

(2) 本课程的后续课程 ( 操作系统、数据库原理 )

四、教学内容、基本要求及学时安排

第一章概论

1.教学目的及要求

⑴领会数据、数据元素和数据项的概念及其相互间的关系；

⑵清楚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；

⑶理解抽象数据类型的概念；

⑷掌握进行简单算法分析的方法。

2.教学重点

⑴数据、数据元素、数据项；

⑵逻辑结构和数据结构在概念上的联系与区别；

⑶运算的概念；

⑷存储结构及其三个组成部分；

⑸抽象数据类型和数据抽象；

⑹评价算法优劣的标准及方法。

3.教学难点

⑴区别算法与程序；

⑵逻辑结构、存储结构的联系与区别；

⑶抽象数据类型与数据抽象；

⑷算法的时间复杂度分析。

4.教学内容及进度安排 ( 4学时 )

1.1 数据结构的概念

1.2 抽象数据类型

1.3 算法和算法分析

第二章线性表

1.教学目的及要求

⑴理解线性表的定义及其运算；

⑵理解顺序表和链表的定义、组织形式、结构特征和类型说明；

⑶掌握在这两种表上实现的插入、删除和按值查找的算法；

⑷了解循环链表、双(循环)链表的结构特点和在其上施加的插入、删除等操作。

2.教学重点

⑴线性表的定义及逻辑上的特点；

⑵顺序表上插入、删除和定位运算的实现；

⑶单链表的结构特点及类型说明；

⑷头指针和头结点的作用及区别；

⑸指针操作；

⑹定位、删除、插入运算在单链表上的实现；

⑺循环链表、双链表的结构特点；

⑻循环链表、双链表上删除与插入运算的实现。

3.教学难点

⑴线性表与线性结构的联系与区别；

⑵头结点在链表中的作用；指针操作；

⑶删除、插入运算中的指针操作顺序；

⑷双链表上指针的操作顺序

4.教学内容及进度安排（ 8学时）

2.1 线性表逻辑结构

2.2 线性表的顺序存储及运算实现

2.3 线性表的链式存储和实现

第三章栈和队列

1.教学目的及要求

⑴理解栈的定义、特征及在其上所定义的基本运算；

⑵掌握在两种存储结构上对栈所施加的基本运算的实现；

⑶理解队列的定义、特征及在其上所定义的基本运算；

⑷掌握在两种存储结构上对队列所施加的基本运算的实现。

2.教学重点

⑴栈的定义及逻辑特点；

⑵栈上的基本运算；

⑶栈的顺序存储结构及运算实现；

⑷栈的链式存储结构；

⑸入栈、出栈等运算在链栈上的实现；

⑹队列的定义及逻辑特点；

⑺队列上的基本运算；

⑻队列的顺序存储结构及其上的运算实现；

⑼队列的链式存储结构；

⑽入队、出队等运算在链队列上的实现。

3.教学难点

⑴顺序栈的溢出判断条件；

⑵循环队列的队空、队满判断条件；

⑶循环队列上的插入、删除操作。

4.教学内容及进度安排（ 4学时）

3.1 栈

3.2 栈应用举例

3.3 队列

3.4 队列应用举例

第四章串

1.教学目的及要求

⑴了解串的定义；

⑵理解和领会串的存储方式；

⑶掌握常用的串运算。

2.教学重点

⑴串的基本概念、基本运算；

⑵串的两种存储方式。

⑶串的模式匹配算法。

3.教学难点

⑴串的模式匹配算法；

⑵串的基本运算的综合应用

4.教学内容及进度安排（ 2学时）

4.1 串及其基本运算

4.2 串的定长顺序存储及基本运算

4.3 串的堆存储结构

第五章数组和广义表

1.教学目的及要求

⑴理解多维数组的结构特点和在内存中的两种顺序存储方式；

⑵理解并掌握矩阵和特殊矩阵元素在存储区中地址的计算；

⑶领会稀疏矩阵的压缩方式和简单运算；

⑷了解广义表的定义和基本运算。

2.教学重点

⑴多维数组的逻辑结构；

⑵多维组的两种顺序存储方式；

⑶计算给定元素在存储区中的地址；

⑷对称矩阵、三角矩阵的压缩存储方式；

⑸计算给定元素在存储区中的地址；

⑹稀疏矩阵的三元组表表示方法。

3.教学难点

稀疏矩阵的压缩存储表示下的运算的实现

4.教学内容及进度安排（ 4学时）

5.1 多维数组

5.2 特殊矩阵的压缩存储

5.3 稀疏矩阵

5.4 广义表

第六章树与二叉树