数据结构与算法实践指导(微课版)(教学大纲+622页PPT+源代码+微课视频)

01

课程定位

数据结构与算法是计算机类专业的一门重要基础课程,是一门理论与工程实践紧密结合的综合性课程,它是研究非数值计算程序设计问题中计算机的操作对象、对象间关系以及常用算法实现原理的课程。

通过课程学习和实验,加深学生对数据结构和算法理论知识的理解,学会如何分析数据结构的特征,为不同的应用场景选择设计合适的逻辑结构、存储结构以及相应的算法。在实验过程中要求学生编写符合软件工程规范的程序,以培养其数据抽象能力和算法设计能力,为后续课程学习和实际工作打下坚实的基础。

02

课程目标

本实验教材主要涉及如何合理地组织数据、有效地存储和处理数据,正确地设计算法以及对算法的分析和评价。通过实验,使学生深刻理解数据的逻辑结构和物理结构的基本概念以及有关算法,提高程序设计与实现能力。

实验目标如下:

目标1:理解数据的物理结构和逻辑结构,具有对抽象数据类型的理解能力。

目标2:掌握常用的数据结构和算法,能根据实际问题构建合适的数据模型,选择或构思合适的算法。

目标 3:能根据构思的数据模型和算法编写具有良好风格的实际可运行程序,并对算法的复杂度进行分析。

03

实验环节教学安排

04

实验评分标准

实验项目基本评分标准如下。

05

目录

第1章顺序表1

1.1知识简介1

1.1.1顺序表结构1

1.1.2顺序表的表示1

1.2实验目的3

1.3实验范例3

1.4实验任务11

1.5任务提示11第2章链表14

2.1知识简介14

2.1.1单链表14

2.1.2双链表16

2.2实验目的18

2.3实验范例18

2.4实验任务24

2.5任务提示25第3章栈29

3.1知识简介29

3.1.1栈的定义29

3.1.2栈的存储结构29

3.2实验目的31

3.3实验范例31

3.4实验任务36

3.5任务提示36第4章队列42

4.1知识简介42

4.1.1队列的定义42

4.1.2队的存储结构42

4.2实验目的44

4.3实验范例44

4.4实验任务50

4.5任务提示52第5章二叉树57

5.1知识简介57

5.1.1二叉树的定义和基本性质57

5.1.2顺序存储57

5.1.3链式存储58

5.1.4二叉树的遍历方式59

5.2实验目的59

5.3实验范例59

5.4实验任务64

5.5任务提示64第6章图70

6.1知识简介70

6.1.1图的定义70

6.1.2图的存储70

6.1.3图的遍历73

6.2实验目的74

6.3实验范例74

6.4实验任务79

6.5实验提示79第7章查找86

7.1知识简介86

7.1.1查找的基本概念86

7.1.2线性表的查找87

7.1.3树表的查找87

7.2实验目的87

7.3实验范例87

7.4实验任务93

7.5任务提示93第8章排序99

8.1知识简介99

8.1.1排序的基本概念99

8.1.2待排序记录的存储方式99

8.2实验目的100

8.3实验范例100

8.4实验任务104

8.5任务提示104第9章贪心算法107

9.1知识简介107

9.1.1贪心算法的基本要素107

9.1.2贪心算法的步骤107

9.2实验目的107

9.3实验范例108

9.4实验任务111

9.5任务提示112第10章回溯算法117

10.1知识简介117

10.1.1回溯算法的定义117

10.1.2解空间树117

10.1.3回溯算法实现的两种方式118

10.2实验目的119

10.3实验范例120

10.4实验任务124

10.5任务提示124第11章动态规划算法131

11.1知识简介131

11.1.1动态规划求解问题的两个要素131

11.1.2动态规划求解问题的步骤131

11.2实验目的131

11.3实验范例132

11.4实验任务140

11.5任务提示141附录A151

A.1动态空间分配151

A.2结构体153

A.3引用155

A.4函数157参考文献162

06

课程思政

在教学过程中,可从科技强国、科学素养、工匠精神、职业道德等方面融入思政内容。介绍数据结构与算法在重大项目中的应用,如云计算、大数据分析等领域的创新应用,强调算法创新对于推动科技进步的重要性,鼓励学生进行创新思考,为国家的科技发展贡献力量。强调对数据结构与算法基础知识的理解,如链表的插入与删除、树的遍历、图的遍历、查找和排序等,确保学生具备良好的基础。对算法进行评价,理解算法的适用场景和约束条件,培养学生科学质疑和批判性思维。鼓励学生对数据结构和算法进行优化,追求更高的效率和更好的性能,培养学生精益求精的学习态度。在编程实践中,教育学生遵守编程规范,理解遵守规范对于保障软件质量和维护的重要性,培养学生的职业道德和社会责任感。

07

课件案例

08

视频案例

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