数据结构教学大纲
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《数据结构与算法》教学大纲
课程编号：030816
适用专业：教育技术学
总学时数：64 学 分：4
编制单位：茂名学院理学院教育与信息技术系
编制时间：2008年6月20日
一、课程地位、性质和任务
《数据结构与算法》
课程是计算机相关学科专业的基础课程中的一门重要的核心课
程。通过本课程的教学，使学生知道求解非数值类问题的基本模型（表、树、图），模型的
特点和适用场合，能够根据问题设计和选择好的算法，为学习后续的操作系统、编译原理和
软件工程等专业课程，设计应用程序打下基础。
本课程以提高学生的计算机应用能力和综合素质为目标，通过课程教学，为学生构建数据结
构与算法方面的知识体系，使学生一方面能够根据问题选择合适的数据结构，设计高效的算
法，提高程序设计能力，另一方面，在工程应用中，具有甄别好算法的能力，也就是要从建
模、解模和综合等三个方面，提高学生的程序设计能力。
二、与其他课程的关系
先修课：程序设计基础、离散数学、计算机组成原理、计算机文化基础
三、教学内容、课时安排和基本要求
（一）教学部分
第1章 绪论（2学时）
1.1什么是数据结构
1.2 基本概念和术语
1.3 抽象数据类型的表示与实现
1.4 算法和算法分析（算法及其设计的要求， 算法效率的度量，算法的存
储空间需求）
1.5 问题求解
基本要求：
了解：抽象数据类型，算法设计方法与算法分析。
掌握：数据与数据结构、算法的基本概念；问题求解的方法与步骤
重点：
数据结构和算法的概念，算法的描述形式和评价方法，问题求解的一般步骤
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难点：评价算法的标准和评价方法，最坏情况和平均情况的区分。
第2章 线性表（8学时）
2.1 线性表的类型定义
2.2 线性表的顺序表示和实现
2.3 线性表的链式表示和实现（线性链表，循环链表，双向链表）
2.4 一元多项式的表示及相加
基本要求：
了解：两种存储结构（顺序存储结构和链式存储结构）及一元多项式的表示
及相加。
掌握：要求熟练掌握处理线性表的各种算法。为后继章节的学习打基础。
重点：各种算法。
难点：链表的理解。
第3章 栈与队列（4学时）
3.1 栈（定义，栈的表示和实现）
3.2 栈的应用举例（数制转换，括号匹配的检验，行编辑程序，迷宫求解，表
达式求值）
3.3 栈与递归的实现
3.4 队列及其实现（定义，链队列，循环队列）
3.5 *离散事件模拟
教学要求：熟练掌握栈和队列的特性和在不同存储结构前提下的算法实现。栈和
队列是表最基本和重要的数据结构，是数据结构课程的基础。
基本要求：
了解： 栈和队列的定义及其实现。
掌握： 熟练掌握栈和队列的特性和在不同存储结构前提下的算法实现。
重点： 栈和队列的算法实现。
难点： 栈和队列的算法实现。
第4章 串（2学时）
4.1 串类型的定义
4.2 串的表示和实现（定长顺序存储，堆分配存储，串的块链存储）
4.3 串的模式匹配算法（求子串位置的定位函数，模式匹配的一种改进算法）
4.4 串操作应用举例（文本编辑，建立词索引表）
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基本要求：
了解：串的基本概念及主要操作和运算。
掌握：掌握串的基本概念和运算。
重点：主要操作和运算。
难点：模式匹配及串的应用。
第5章 数组（2学时）
5.1 数组的定义
5.2 数组的顺序表示和实现
5.3 矩阵的压缩存储（特殊矩阵，稀疏矩阵）
5.4 广义表的定义
5.5 广义表的存储结构
5.6 m元多项式的表示
5.7 广义表的递归算法（求广义表的深度，复制广义表，建立广义表的存储结
构）
基本要求：
了解：了解作为抽象数据类型的数组和C语言的数组。认识到数组可以作为
顺序存储结构用于顺序表、字符串和稀疏矩阵的实现。也可以采用链
式存储结构。
掌握：掌握基本概念和算法。
重点：算法。
难点：广义表的递归算法。
第6章 树与二叉树（15学时）
6.1 树的定义和基本术语
6.2 二叉树（二叉树的定义，二叉树的性质，二叉树的存储结构）
6.3 遍历二叉树和线索二叉树（遍历二叉树，线索二叉树）
6.4 树和森林（树的存储结构，森林与二叉树的转换，树和森林的遍历）
6.5 树与等价问题
6.6 赫夫曼树及其应用（最优二叉树（赫夫曼树），赫夫曼编码）
6.7 回溯法与树的遍历
6.8 树的计数
基本要求：
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了解：理解树与森林的定义与术语。
掌握：熟练掌握二叉树性质和遍历算法，掌握树与森林的孩子兄弟存储表示
和遍历。掌握哈夫曼树构造的方法和算法。
重点： 树的存储结构和遍历算法。
难点：哈夫曼树构造的方法和算法
第7章 图（11学时）
7.1 图的定义和术语
7.2 图的存储结构（数组表示法，邻接表，十字链表，邻接多重表）
7.3 图的遍历（深度优先搜索，广度优先搜索）
7.4 图的连通性问题（无向图的连通分量和生成树，有向图的强连通分量，最
小生成树，关节点和重连通分量）
7.5 有向无环图及其应用（拓扑排序，关键路径）
7.6 最短路径（从某个源点到其余各项点的最短路径，每一对顶点之间的最短
路径）
基本要求：
了解：图的基本概念和相关术语。
掌握：图的两种主要存储结构及遍历算法。掌握最小生成树、最短路径和活
动网算法的思想。
重点：图的两种主要存储结构及遍历算法。
难点：图的遍历算法，最短路径算法。
第8章 查找（8学时）
9.1 静态查找表（顺序表，有序表，静态树表，索引顺序表）
9.2 动态查找表（二叉排序树和平衡二叉树，B_树和B+树，键树）
9.3 哈希表（定义，构造方法，处理冲突的方法，查找及其分析）
基本要求：
了解： 各种查找法的基本概念及实现的基本思想。
掌握：熟练掌握搜索结构的折半查找、二叉搜索树、平衡二叉树主要搜索算
法。掌握哈希表查找算法。
重点：各种算法的基本思想及实现。
难点：哈希表查找算法。
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第9章 内部排序（8学时）
10.1 概述
10.2 插入排序（直接插入，其他插入，希尔）
10.3 交换排序（冒泡排序、快速排序）
10.4 选择排序（简单，树形，堆）
10.5 归并排序
10.6 基数排序（多关键字，链式）
10.7 排序算法分析
基本要求：
了解：基数排序，排序算法分析方法
掌握：排序的基本概念，插入排序，交换排序，选择排序，归并排序
重点：内部排序算法
难点：基数排序（多关键字，链式）
第10章 *外部排序（2学时）
11.1 外存信息的存取
11.2 外部排序的方法
11.3 多路平衡归并的实现
11.4 置换-选择排序
11.5 最佳归并树
基本要求：
了解：外部排序的基本概念和相关术语。
掌握：基本掌握外排算法的基本思想，不同排序方法的比较。
重点：外部排序算法
难点：多路平衡归并的实现
第11章 算法设计的一般方法（2学时）
1．重点
（1）有效算法的概念，问题固有难度的概念；
（2）递归法；分治法；平衡原则；贪心法；动态规划的基本原理；
（3）搜索-回溯法的基本原理和本质.
2．难点
（1）问题固有难度的概念；
（2）递归分治法的效率分析（写出时间耗费的递推式，并求解）；
（3）动态规划法中的状态转移方程的确定。
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（二）实验、实习部分
课程安排五个类别的实验，实验时数为12课时，其中：
实验一、线性链表及运算 2课时
实验二、栈和队列 2课时
实验三、树和二叉树 4课时
实验四、图及其应用 2课时
实验五、查找与排序 2课时
四、课程考核方式
闭卷考试70%、平时作业与实验30%
五、建议教材和教学参考书
参考教材：
1、《数据结构》（C语言描述）高等教育出版社 耿国华主编
2、《数据结构》（C语言版） 清华大学出版社 严蔚敏，吴伟民编者
3、《数据结构题集》（C语言版）清华大学出版社 严蔚敏，吴伟民编者
4、《数据结构》算法实现及解析（第二版） 西安电子科技大学出版社 高一
凡
六、说明
1、因课时安排少，教学内容多。建议采用多媒体教学。
2、由于本课程内容较多，在实际教学中可根据大纲内容，进行适当调整。
数据结构-教学大纲
《数据结构》教学大纲一、基本信息二、教学目标及任务本课程作为计算机专业重要的主干课程，它要求学生学会分析和研究需解决的问题中的数据的特性，为其选择合适的数据结构来描述，在此数据结构的基础上写出相应的算法，并初步掌握算法的时间复杂度和空间复杂度的分析技术。
三、学时分配教学课时分配四、教学内容及教学要求第一章数据结构绪论(共4学时)基本内容：1)数据结构的概念2)数据的逻辑结构和存储结构3)算法教学要求：熟悉数据结构中各名词、术语的含义，掌握其基本概念；理解数据类型和抽象数据类型的含义；理解算法五个要素的确切含义，注意算法与程序的区别；掌握计算语句频度和估算算法时间复杂度的方法。
第二章线性表(共6学时)基本内容：1)线性表的概念及运算2)线性表的顺序存储结构—顺序表3)线性表的链式存储结构—链表教学要求：了解线性表的逻辑结构特性是数据元素之间存在着线性关系，在计算机中表示这种关系的两类不同的存储结构是顺序存储结构和链式存储结构；熟练掌握这两类存储结构的描述方法，以及线性表的各种基本操作的实现；能够从时间和空间复杂度的角度综合比较线性表两种存储结构的不同特点及其适用场合；掌握用线性表来表示一元多项式的方法及相应操作的实现。
第三章栈和队列(共4学时)基本内容：1)栈2)队列教学要求：掌握栈和队列类型的特点，并能在相应的应用问题中正确选用它们；熟练掌握栈类型的两种实现方法，特别应注意栈满和栈空的条件以及它们的描述方法；熟练掌握循环队列和链队列的基本操作实现算法，特别注意队满和队空的描述方法；理解递归算法执行过程中栈的状态变化过程。
第四章数组和矩阵(共4学时)基本内容：1)数组2)特殊矩阵教学要求：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；了解稀疏矩阵的三类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；了解广义表的结构特点及其存储表示方法。
《数据结构》课程教学大纲(卓越班)
课程编号：（）《数据结构》课程教学大纲（Date Structure）总学时：（64）学分：（3）一、课程简介：1、课程性质：专业基础课2、开课学期：第三学期3、适用专业：电子信息工程卓越班4、课程修读条件：学生在学习本课程之前应当先学《C语言程序设计》，若具有离散数学和概率论的知识则能更好理解本课程中的某些内容。
5、课程教学目的：本课程是关于数据结构知识的一门课程，为我院电子信息工程本科专业卓越班方向专业基础课。
通过本课程的学习，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、存储结构及其相应的算法，并初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术，培养学生的数据抽象能力，引导学生数据类型的使用，为今后学习程序设计、嵌入式系统、设备驱动开发等作一些铺垫。
二、教学基本要求或建议：全程以多媒体教学为主，理论联系实际应用，通过实验来理解理论知识。
三、内容纲目及标准：（一）理论部分学时数（48）第一章绪论[教学目的] 掌握数据、数据结构和算法的基本概念；了解算法的描述；掌握算法的时间和空间分析。
[教学重点与难点]算法分析第一节引言第二节基本概念和术语第三节算法描述第四节算法分析第二章线性表[教学目的] 掌握线性表的逻辑结构；了解线性表的基本操作和顺序存储结构；掌握插入、删除和定位等操作在顺序表上的实现，掌握线性表的链式存储结构。
[教学重点与难点] 基本操作在顺序表上的实现，单、双链表第一节线性表及其逻辑结构第二节线性表的顺序存储结构第三节线性表的链式存储结构第四节线性表的应用第五节有序表第三章栈和队列[教学目的] 了解栈和队列的概念；掌握栈和队列的存储结构。
[教学重点与难点]栈和队列的存储结构第一节栈第二节队列第四章串[教学目的] 掌握串的基本操作；了解串的存储结构。
[教学重点与难点]串的模式匹配第一节串的基本概念第二节串的存储结构第三节串的模式匹配第五章递归[教学目的] 掌握递归的概念和实现原理；了解递归算法的设计。
数据结构 教学大纲
数据结构教学大纲数据结构教学大纲导言：数据结构是计算机科学中的重要基础知识，它涉及到如何组织和存储数据以及如何操作和管理数据的方法和技术。
在计算机科学领域，数据结构是构建算法和设计高效程序的基石。
本文将探讨数据结构教学的重要性、教学目标和内容以及教学方法和评估方式。
一、教学目标数据结构教学的目标是培养学生的数据抽象和问题解决能力，使他们能够理解和应用不同的数据结构，设计和实现高效的算法，并能够分析和评估算法的时间和空间复杂度。
具体的教学目标包括：1. 理解数据结构的基本概念和原理，包括数组、链表、栈、队列、树、图等；2. 掌握不同数据结构的存储和操作方法，包括插入、删除、查找等基本操作；3. 熟悉常见的算法和数据结构，如排序、搜索、哈希表等；4. 能够分析和评估算法的时间和空间复杂度，理解算法的效率和优化；5. 能够应用数据结构解决实际问题，如字符串匹配、图的遍历等。
二、教学内容数据结构教学的内容应包括以下几个方面：1. 基本数据结构：介绍数组、链表、栈、队列等基本数据结构的定义、特点和应用场景，并讲解它们的存储和操作方法；2. 树和图：介绍树和图的基本概念和性质，包括二叉树、平衡树、图的表示方法等，并讲解它们的遍历、搜索和最短路径等算法；3. 排序和搜索：介绍常见的排序算法，如冒泡排序、插入排序、快速排序等，并讲解它们的时间和空间复杂度。
同时，介绍线性搜索和二分搜索等常见的搜索算法；4. 哈希表：介绍哈希表的原理和应用，包括哈希函数的设计和冲突解决方法；5. 高级数据结构：介绍堆、图的高级算法、红黑树等高级数据结构和算法，并讲解它们的应用和性能分析。
三、教学方法为了提高数据结构教学的效果，可以采用以下教学方法：1. 理论讲解：通过讲解基本概念、原理和算法，帮助学生建立起对数据结构的整体认识和理解；2. 实例演示：通过实际的案例和实例，展示数据结构的应用和解决问题的能力；3. 编程实践：通过编写代码实现不同的数据结构和算法，提高学生的实际操作能力；4. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，提高学生的合作和交流能力，同时加深对数据结构的理解；5. 实践项目：组织学生进行实践项目，如实现一个简单的搜索引擎或图像处理程序，以提升学生的综合能力和创新精神。
《数据结构》实验教学大纲
《数据结构》实验教学大纲课程代码： B03203课程名称：数据结构英文名称： Data Structures课程总学时： 60 （其中理论课 46 学时，实验 14 学时）学分： 2.5课程类别：必修课程性质：专业基础课先修课程：计算机导论、Java语言程序设计面向专业：软件技术、计算机网络技术开课单位：软件工程系一、实验教学的性质地位和任务数据结构实验课是计算机类专业的一门专业基础实验课，是后续专业课程的基础；该课程的主要任务是：进一步掌握和拓展所学的理论知识，初步掌握解决问题的基本结构以及建立在该结构上的算法，培养学生的综合能力；本课程主要内容包括：线性表及其应用实验，串及其应用实验，树及其应用实验，图及其应用实验，查找实验，内部排序实验；通过本实验课的学习，学生应学会分析研究计算机加工的数据结构的特性，培养数据抽象的能力，训练学生进行复杂程序设计的技能，培养良好程序设计的习惯，初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术。
二、实验内容与要求项目一、线性表及其应用（1）实验目标1．加深理解线性表的顺序表示与链式表示的意义和区别，理解不同存储结构下插入与删除操作的算法；2．熟练掌握线性表的顺序存储方式及其插入、删除等基本操作的算法实现；3．熟练掌握线性表的链式存储方式及其插入、删除等基本操作的算法实现；（2）具体内容1．设计一组输入数据并编写主程序分别调用上述算法（顺序表示的算法为InitList_Sq、ListInsert_Sq、ListDelete_Sq等，链式表示的算法为InitList_L、ListInsert_L、ListDelete_L等），调试程序并对相应的输出作出分析；修改输入数据，预期输出并验证输出的结果，加深对有关算法的理解；2．设计一个可以容纳40位数的求n!的程序。
（3）主要仪器设备与工具PC机一台/每人。
项目二、栈及其应用（1）实验目标1．理解栈的概念；2．掌握利用数组实现栈的基本操作；3．应用栈结构来解决表达式求值的问题。
《数据结构与算法》教学大纲
《数据结构与算法》教学大纲引言：数据结构与算法是计算机科学领域中非常重要的基础知识，它是计算机程序设计的基础。
本文将针对《数据结构与算法》这门课程，分析其教学大纲，并探讨其重要性和实际应用。
一、课程概述1.1 课程目标本课程旨在培养学生对数据结构和算法的理解和应用能力，使其能够灵活运用各种数据结构和算法解决实际问题，提高程序的效率和性能。
1.2 课程内容本课程主要包括以下内容：- 基本数据结构：数组、链表、栈、队列等- 高级数据结构：树、图、堆等- 常用算法：排序算法、查找算法、图算法等- 算法复杂度分析- 动态规划和贪心算法二、课程详细内容2.1 基本数据结构2.1.1 数组：线性表的顺序存储结构，介绍其定义、基本操作和应用场景。
2.1.2 链表：线性表的链式存储结构，包括单链表、双链表和循环链表，介绍其定义、基本操作和应用场景。
2.1.3 栈：先进后出的数据结构，介绍其定义、基本操作和应用场景。
2.1.4 队列：先进先出的数据结构，介绍其定义、基本操作和应用场景。
2.2 高级数据结构2.2.1 树：介绍二叉树、平衡二叉树和二叉搜索树，包括其定义、基本操作和应用场景。
2.2.2 图：介绍有向图和无向图，包括其定义、基本操作和应用场景。
2.2.3 堆：介绍最大堆和最小堆，包括其定义、基本操作和应用场景。
2.3 常用算法2.3.1 排序算法：介绍冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等排序算法的原理和实现。
2.3.2 查找算法：介绍顺序查找、二分查找等查找算法的原理和实现。
2.3.3 图算法：介绍深度优先搜索和广度优先搜索算法，以及最短路径算法。
2.4 算法复杂度分析2.4.1 时间复杂度：介绍算法的时间复杂度分析方法，包括最好情况、最坏情况和平均情况的复杂度。
2.4.2 空间复杂度：介绍算法的空间复杂度分析方法，包括辅助空间和输入空间的复杂度。
2.5 动态规划和贪心算法2.5.1 动态规划：介绍动态规划算法的原理和基本步骤，以及常见的动态规划问题。
《数据结构》课程教学大纲
《数据结构》课程教学大纲Data Structure执笔人：编写日期：一、课程基本信息1. 课程编号：2. 课程性质/类别：必修课/ 专业主干课3. 学时/学分：48 学时（另实验16学时）/ 4 学分4. 适用专业：计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息管理与信息系统等专业二、课程教学目标及学生应达到的能力数据结构课程是计算机相关专业的专业基础课、必修课程，主要介绍用计算机解决一系列问题特别是非数值信息处理问题时所用的各种组织数据的方法、存储数据结构的方法以及在各种结构上执行操作的算法。
通过本课程的学习，要求学生掌握各种数据结构的特点、存储表示、运算方法以及在计算机科学中最基本的应用，培养、训练学生选用合适的数据结构和编写质量高、风格好的应用程序的能力，培养学生分析问题、解决问题的能力，并为后续课程的学习打下良好的理论基础和实践基础。
三、课程教学内容与基本要求（一）绪论（3 学时）1．主要内容：（1）介绍什么是数据结构；（2）基本概念和术语: 数据、数据元素、数据对象，以及数据结构的定义、逻辑结构、物理结构（理解）数据类型、抽象数据类型；（3）抽象数据类型的表示与实现；（4）算法和算法分析: 算法的概念、算法设计的要求以及算法效率的度量。
2．基本要求（1）了解学习数据结构的重要性；（2）掌握数据结构的定义及相关概念和术语；（3）了解抽象数据类型的定义、表示与实现方法；（4）理解算法的概念、特点并掌握度量其效率的基本方法。
3．自学内容：类C语言的书写规范。
（二）线性表（6 学时）1．主要内容：（1）线性表的抽象数据类型定义和相关概念：数据项、记录、文件等；（2）线性表顺序存储表示和基本操作的实现；（3）线性表的链式存储表示和基本操作的实现；（4）稀疏多项式的抽象数据类型定义、表示和加法的实现。
2．基本要求（1）掌握线性表的定义和特点；（2）熟练掌握线性表的顺序存储表示和插入、删除、查找等实现算法；（3）熟练掌握单链表、循环链表、双向链表三种链表的表示，以及单链表的查找、插入、删除、创建等实现算法。
数据结构课程教学大纲
数据结构课程教学大纲数据结构课程教学大纲引言：数据结构是计算机科学中的重要基础课程，旨在培养学生对数据的组织、存储和管理的能力。
本文将探讨数据结构课程的教学大纲，包括课程目标、内容安排和教学方法等方面。
一、课程目标数据结构课程的主要目标是帮助学生掌握数据结构的基本概念、原理和应用，培养他们解决实际问题时的数据处理能力。
具体目标如下：1. 理解数据结构的基本概念：包括线性结构、树形结构、图形结构等，以及它们之间的关系和特点。
2. 掌握常见数据结构的实现方法：包括数组、链表、栈、队列、树、图等，了解它们的特点和适用场景。
3. 学会分析和评估数据结构的性能：包括时间复杂度和空间复杂度的计算，了解不同数据结构在不同场景下的效率优劣。
4. 培养解决实际问题的能力：通过实际案例和编程实践，培养学生运用数据结构解决实际问题的思维和方法。
二、课程内容安排数据结构课程的内容应包括基本概念、常见数据结构和算法分析等方面。
以下是一个典型的课程内容安排：1. 基本概念介绍：- 数据结构的定义和分类- 数据结构的基本操作：插入、删除、查找等- 算法的基本概念和复杂度分析方法2. 线性结构：- 数组：定义、初始化、插入、删除等操作- 链表：单链表、双链表、循环链表的定义和操作- 栈和队列：定义、实现和应用3. 树形结构：- 二叉树：定义、遍历（前序、中序、后序）、查找、插入和删除等操作 - 堆和优先队列：定义、实现和应用- 平衡二叉树：AVL树、红黑树的定义和操作4. 图形结构：- 图的定义和表示方法- 图的遍历：深度优先搜索和广度优先搜索- 最短路径算法：Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法等5. 高级数据结构：- 哈希表：定义、实现和应用- B树和B+树：定义、插入和删除等操作- 图的高级算法：拓扑排序、最小生成树等6. 算法分析：- 时间复杂度和空间复杂度的计算方法- 算法效率的评估和比较- 算法优化和改进方法的介绍三、教学方法为了提高数据结构课程的教学效果，教师可以采用多种教学方法，如下所示：1. 理论讲解：通过课堂讲解和示意图，向学生介绍数据结构的基本概念和实现方法。