个人介绍
数据结构与算法

主讲教师:王锡强

    《数据结构与算法》课程是软件技术专业的一门专业基础课程,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《数据结构与算法》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。
      数据结构是软件设计的重要理论和实践基础,数据结构设计和算法设计是软件系统设计的核心。数据结构与算法分析的任务是,讨论数据的各种逻辑结构、在计算机中的存储结构以及各种操作的算法设计。本课程的目的是使学生掌握数据组织、存储和运算的基本原理和方法,培养学生进行数据结构的算法设计及分析问题的能力,能够编写出正确、清晰、质量较高的程序,并且为学习后续课程打下良好的基础;本课程的任务是从抽象数据类型的角度讨论各种基本类型的数据结构及其应用,使学生具备基本理论分析和编程能力。本课程采用 Java语言及面向对象程序设计方法描述数据结构和算法。
学校: 山东轻工职业学院
开课院系: 信息工程系
专业大类: 电子信息
开课专业: 计算机应用技术
课程编号: SI381H
学分: 4
课时: 72
教学目标

1. 知识目标 

  • 了解数据结构及其分类、数据结构与算法的密切关系;了解算法的时、空复杂度的分析。

  • 掌握各种基本数据结构及其操作、学会根据实际问题的要求选择适当的数据结构。

  • 掌握设计算法的步骤和算法分析方法。

  • 掌握线性表、数组、栈、队列以及树和图的定义、存储结构及基本算法的实现。

2. 能力目标

  • 能够熟练运用抽象思维抽象数据模型。

  • 能够设计算法的步骤和算法分析方法。

  • 能够根据实际问题的要求选择适当的数据结构解决问题。

3. 课程思政目标

  • 培养学生养成认真书写的好习惯,遵守编程规范,不断积累经验,培养创新意识,培养敬业精神。 

  • 尊重科学,正确处理中外文化的关系,树立大学生民族文化自信心,传承优秀文化。 

  • 能表达个人具有正能量的意见、观点等,树立正确“三观”塑造良好人格。 

  • 理论知识与实践相结合,强化理论对实践的指导作用。 

4. 网络教学设计思路

      网络教学课程内容遵循专业顶层设计,进行课程的整体规划,课程资源以专业教学内容与课程体系的构成为前提进行设计,开发学习素材,发挥多媒体技术展示的优势,包含演示文稿、教学视频、图片、题库、电子参考资料等,努力实现网络教学的多样化。

     网络教学从课前、课中、课后三方面进行设计。

     课前:教师发布教学PPT等学习资料,学生利用资源进行课前预习,能够对即将讲到的知识有一个全面的把握,准备好相关的资料,为上课做好充分的准备工作,使学习更有目的性。

    课中:学生根据教学视频进行学习和操作,每个章节学习后进行章节测验,对学习效果给予及时的反馈。为保证学习效果和教学质量,每2周开展一次测验活动,每4周开展一次阶段性考试。

    课后:教师布置作业,学生应该及时完成并按时提交,由教师进行批阅。教师在讨论区设计课程相关讨论话题,对知识点进行延伸,学生根据所学知识点可以根据话题发表自己的观点,进行讨论,实现互动效果。教师定期安排辅导答疑环节,解决学生自主学习中遇到的难题,强化学习效果。

     网络课程考核方式重点考核学生在线课程的完成度,配合章节测验、作业和考试成绩进行全方位的考核。

教学内容

1.绪论

①了解数据结构的基本概念,了解数据的逻辑结构、数据的存储结构和数据操作,了解抽象数据类型与数据结构的关系。

②了解算法、算法描述、算法设计目标和算法分析方法,掌握算法的时间复杂度和空间复杂度的分析方法。

2.线性表

①理解线性表的逻辑结构和基本操作,掌握线性表抽象数据类型的描述方法。

②掌握线性表的顺序存储结构和实现方法。

③掌握线性表的链式存储结构及其特点,掌握实现单链表基本操作的设计方法,了解双链表与循环链表等基本操作的设计方法。

④理解两种存储结构的特点和性能。

3.栈和队列

①理解栈的概念和作用,掌握顺序栈和链式栈的设计方法,熟悉使用栈的算法设计方法。

②理解队列的概念和作用,掌握顺序循环队列和链式队列的设计方法,熟悉使用队列

的算法设计方法。

4.串与数组

①理解串的概念和串的基本操作,熟悉串的顺序存储结构和链式存储结构。

②了解串的定义和基本操作。

③掌握串的模式匹配Brute-Force算法,理解模式匹配KMP算法。

④理解数组的概念,理解掌握数组的逻辑结构。

⑤理解掌握数组的存储结构及其寻址方法

⑥理解掌握特殊矩阵与稀疏矩阵的压缩存储

5.树与二叉树

①理解树的定义、术语、表示方法、遍历操作和树的存储结构。

②理解二叉树的定义、性质、遍历操作

③理解掌握二叉树的顺序存储结构、二叉链表的存储结构,理解三叉链表的存储结构

6.图

①理解图的定义和基本术语。

②理解掌握图的逻辑结构。

③理解掌握图的深度优先遍历和广度优先遍历。

④理解掌握图的存储结构,理解掌握图的邻接矩阵的存储结构。

授课对象要求

   本课程是软件技术专业的一门专业基础课程,学生学习本课程前,需要具备基本的计算机操作和实践能力,并有一定的Java编程基础知识。  

  根据网络教学设计方式要求学生做好课前、课中、课后三方面的学习任务。

  • 学生应该通过教师提前下发的教学资料进行预习,提前了解课程主要内容。

  • 学生应该提前准备课程需要的的工具软件,配置好课程学习环境。

  • 学生应该按照课表安排的上课时间段进行签到。

  • 学生应该按时完成每周的学习任务、章节测验,同时需要按要求完成课后作业,在规定的时间内提交。

  • 学生应该积极参加话题讨论内容。

  • 在辅导答疑时间段,学生可以提出课程学习中遇到的问题。

使用工具
  • 硬件:计算机、互联网。

  • 软件:北信在线、超星学习通、Microsoft Office、Eclipse、JDK等。

参考教材
  • 《数据结构-java语言描述》,朱站立编著,清华大学出版社。

  • 《数据结构-java语言描述》 ,刘小晶主编,清华大学出版社。

  • 《数据结构-从概念到Java实现》,王红梅 ,党源源, 刘冰冰,清华大学出版社。


XY课程简介

     《数据结构与算法分析》课程是软件技术专业的一门专业基础课程,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《数据结构与算法分析》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,《数据结构与算法分析》课程在软件技术专业中具有举足轻重的作用。
       数据结构是软件设计的重要理论和实践基础,数据结构设计和算法设计是软件系统设计的核心。数据结构与算法分析的任务是,讨论数据的各种逻辑结构、在计算机中的存储结构以及各种操作的算法设计。本课程的目的是使学生掌握数据组织、存储和运算的基本原理和方法,培养学生进行数据结构的算法设计及分析问题的能力,能够编写出正确、清晰、质量较高的程序,并且为学习后续课程打下良好的基础;本课程的任务是从抽象数据类型的角度讨论各种基本类型的数据结构及其应用,使学生具备基本理论分析和编程能力。本课程采用 Java语言及面向对象程序设计方法描述数据结构和算法。

XY课程收获

本课程的目的是使学生掌握数据组织、存储和运算的基本原理和方法,培养学生进行数据结构的算法设计及分析问题的能力,能够编写出正确、清晰、质量较高的程序,并且为学习后续课程打下良好的基础;本课程的任务是从抽象数据类型的角度讨论各种基本类型的数据结构及其应用,使学生具备基本理论分析和编程能力。本课程采用 Java语言及面向对象程序设计方法描述数据结构和算法。

XY学习人群

本课程是软件技术专业的一门专业基础课程,学生学习本课程前,需要具备基本的计算机操作和实践能力,并有一定的Java编程基础知识。

教学资源
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1.1 本章学习指导
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1.2 问题求解与程序设计
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1.3 数据结构的基本概念
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1.4 算法的基本概念
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1.5 算法分析
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2.1 本章学习指导
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2.2 引言&线性表的逻辑结构
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2.3 线性表的顺序存储结构
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2.4 顺序表的实现(1)-初始化顺序表
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2.5 顺序表的实现(2)-表长判空遍历
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2.6 顺序表的实现(3)-查找
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2.7 顺序表的实现(4)-插入
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2.8 顺序表的实现(5)-删除
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2.9 单链表的存储结构(1)-结点结构
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2.10 单链表的存储结构(2)-结点结构&指针问题
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2.11 单链表的实现(1)-存储结构的实现&初始化
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2.12 单链表的实现(2)-初始化(头/尾插法)
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2.13 单链表的实现(3)-判空&遍历
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2.14 单链表的实现(4)-长度&按位/值查找
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2.15 单链表的实现(5)-插入操作
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2.16 单链表的实现(6)-删除操作
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2.17 双链表&循环链表
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3.2 引言&栈的逻辑结构&顺序存储结构
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3.3 顺序栈&链栈的存储结构及实现
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3.4 队列的逻辑结构&队列的顺序存储结构及实现
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3.5 队列的链接存储结构及实现
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4.2 字符串逻辑和存储结构&BF算法
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4.3 模式匹配KMP算法
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4.4 多维数组
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5.2 树的逻辑结构与存储结构
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5.3 二叉树的逻辑结构
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5.4 二叉树的遍历和存储结构
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6.1 本章学习指导
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6.2 图的逻辑结构
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6.3 图的遍历和存储结构
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7.1 数据结构相关
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7.2 java程序设计相关
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8.1 课程质量报告
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