《数据结构》教学大纲

数据结构

《数据结构》教学大纲

目录

一、教学目的和要求.............................................................1

二、本课程与其它课程的联系和分工..............................................1

三、教学中应注意的问题.........................................................1

四、教学内容...................................................................2

五、教学课时分配...............................................................7

六、参考书目...................................................................7

课程名称：数据结构学时：64学时

课程类型：必修课程性质：学科基础课

开课学期：第3学期

先修课程：程序设计基础、程序设计基础n

适用专业：网络工程专业

一、教学目的和要求

《数据结构》是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象以及它们

之间的关系和操作的科学。学会分析研究计算机加工数据对象的特性，以便为应用所设

计的数据选择合适的逻辑结构和物理结构以及恰当的算法，并初步掌握算法的复杂度分

析技术，这是一个从事计算机科学与技术研究和应用的科学工作者的基本要求，也是进

一步学习计算机的重要基础，不论是对程序设计，还是对实现编译程序、操作系统、数

据库等均具有十分重要的意义。学习掌握数据结构，并应用它来处理其它问题，也是进

行复杂程序设计的一种基本训练，对培养学生的数据抽象能力意义重大。

二、本课程与其它课程的联系和分工

先修课程：程序设计基础、程序设计基础n。后续课程：算法设计与分析、操作系

统、软件工程。本课程是一个学科基础课程，使学生具备较好的数据结构设计和实现能

力。

1

三'教学中应注意的问题

1、突出重点：紧紧围绕数据结构的中心内容(数据之间的逻辑结构表示、重点是

物理结构的表示以及相应的算法)进行讲解。

2、重视难点：结合典型问题或者实际事例进行数据结构的设计以及有关算法的实

现进行讲解。

3、本课程的前导课，至少学过一门通用的高级语言的程序设计。离散数学(图论

部分)等课程。

四'教学内容

说明：计算机科学与技术专业授课学时为64,目录所列内容全部讲授，其他专业为

48学时,建议标注(**)的内容不讲。

第一章绪论(4)

本章内容：

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

1.4.1算法

1.4.2算法设计的要求

1.4.3算法效率的度量

1.4.4算法的存储空间

教学重点：

1、数据、数据元素、数据对象、数据结构、存储结构和数据类型等概念术语的

确定含义；抽象数据类型的定义、表示和实现方法；描述算法的类C语言；算法设计的

基本要求以及从时间和空间角度分析算法的方法。

2、熟悉各个名词、术语的含义，掌握基本概念，特别是数据的逻辑结构和物理结

构之间的关系；了解逻辑结构和物理结构的性质；了解抽象数据类型的定义、表示和

实现方法。

3、理解算法五个特征的含义：有穷性、确定性、有效性、有输出、有输入。

4、掌握计算语句频度和算法时间复杂度的方法。

教学难点：

1、抽象数据类型的定义。

2、算法时间复杂度的计算。

第二章线性表(8)

本章内容：

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

2.3.1线性链表

2.3.2循环链表

2.3.3双向链表

2.4一元多项式的表示及相加

教学重点：

1、线性表的类型定义

2、线性表的两种存储方式及相关运算的实现。

教学难点：线性表的具体应用及相关算法的实现。

第三章栈与队列(6)

本章内容：

3.1栈

3.1.1抽象数据类型栈的定义

3.1.2栈的表示和实现

3.2栈的应用举例

3.2.1数制转换

3.2.2括号匹配的检验

3.2.3行编辑程序

3.2.4迷宫求解

3.2.5表达式求值

3.3栈与递归的实现(**)

3.4队列

3.4.1抽象数据类型队列的定义

3.4.2链队列-一队列的链式表示和实现

3.4.3循环队列一队列的顺序表示和实现

3.5离散事件模拟(**)

教学重点：

1、栈的特点及应用

2、栈的存储结构及相关算法的实现

3,队列的特点及应用

4、队列的存储结构及相关算法的实现

教学难点：存储结构的选择及相关算法的实现

第四章串（5）

教学内容：

4.1串类型的定义

4.2串的表示和实现

4.2.1定长顺序存储表示

4.2.2堆分配存储表示

4.2.3串的块链存储表示

4.3串的模式匹配算法（**）

4.3.1求子串位置的定位函数INDEX（S,T,POS）

4.3.2模式匹配的一种改进算法

4.4串操作应用举例

4.4.1文本编辑

4.4.2建立词索引表

教学重点：

1、串的数据类型定义

2、串的三种存储表示（定长顺序存储结构、块链存储结构和堆分配存储结构）

3、串的各种基本操作的实现及其应用

4、串的模式匹配算法。

教学难点：串的各种运算的实现算法；串的的模式匹配及改进算法。

第五章数组与广义表（6）

本章内容：

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

5.3.1特殊矩阵

5.3.2稀疏矩阵

5.4广义表的定义

5.5广义表的存储结构

5.6m元多项式的表示（**）

5.7广义表的递归算法（**）

教学重点：

1、数组的类型定义和表示方式

2、特殊矩阵和稀疏矩阵的压缩存储方法和运算实现

3,广义表的逻辑结构和存储结构

教学难点：矩阵压缩存储算法

第六章树和二叉树(10)

本章内容：

6.1树的定义和基本术语

6.2二叉树

6.3遍历二叉树和线索二叉树

6.4树和森林

6.4.1树的存储结构

6.4.2森林与二叉树的转换

6.4.3树和森林的遍历

6.5树与等价问题(**)

6.6哈夫曼树及其应用

6.6.1最优二叉树

6.6.2哈夫曼编码

教学重点：

二叉树的定义、性质、存储结构

二叉树的遍历和线索化以及遍历算法的各种描述形式

树和森林的定义、存储结构与二叉树的转换

4、哈夫曼树的建立及哈夫曼编码

教学难点：树的各种运算实现的递归算法

第七章图(8)

本章内容：

7.1图的定义和术语

7.2图的存储结构

7.2.1数组表示法

7.2.2邻接表

7.2.3十字链表

7.2.4邻接多重表

7.3图的遍历

7.3.1深度优先搜索

7.3.2广度优先搜索

7.4图的连通性问题

7.4.1无向图的连通分量和生成树

7.4.2有向图的强连通分量(**)

7.4.3最小生成树

7.4.4关节点和重连通分量

7.5有向无环图及其应用

7.5.1拓扑排序

7.5.2关键路径

7.6最短路径

7.6.1从某个源点到其余各个顶点的最短路径

7.6.2每对顶点间的最短路径

教学重点：

图的定义和术语

图的四种存储结构：数组表示法、邻接表、十字链表、邻接多重表

图的两种遍历策略：深度优先搜索和广度优先搜索

图的连通性：连通分量和最小生成树；

拓扑排序和关键路径

6、两类求最短路径问题的解法。

教学难点：各种算法的实现；关键路径；最短路径

第八章查找（7）

本章内容：

8.1静态查找表

8.1.1顺序表的查找

8.1.2有序表的查找

8.1.3静态树表的查找（**）

8.1.4索引顺序表查找

8.2态查找表一二叉排序树和平衡二叉树、B-树和B+树、键树

8.3哈希表

8.3.1什么是哈希表

8.3.2函数函数的构造方法

8.3.3处理冲突的方法

8.3.4哈希表的查找查找及其分析

教学重点：

1、讨论查找表（包括静态查找表和动态查找表）的各种实现方法：顺序表、有序

表、树表和哈希表

2、关于衡量查找表的主要操作一查找的查找效率的平均查找长度的讨论。

教学难点：各种查找算法的实现

第九章排序（6）

本章内容

9.1概述

9.2插入排序

9.2.1直接插入排序

9.2.2其它插入排序

9.2.3希尔排序

9.3快速排序

9.4选择排序

9.4.1简单选择排序

9.4.2树形选择排序

9.4.3堆排序

9.5归并排序

9.6基数排序

9.6.1多关键字的排序

9.6.2链式基数排序

9.7各种排序的比较

教学重点：

讨论比较各种内部排序的方法

插入排序、交换排序、选择排序、归并排序和基数排序的基本思想、算法特点、

排序过程以及他们的时间复杂度分析

3、在每类排序方法中，从简单方法入手，重点讨论性能先进的高效方法（如：插

入排序类中的希尔排序、交换排序中的快速排序、选择排序中的堆排序）

教学难点：希尔排序、快速排序、堆排序和归并排序等高效排序方法的实现算法及效率

分析

五'教学课时分配

学时分配表

章节内容授课时数实验课后作业

第一章绪论4

第二章线性表82

第三章栈与队列62

第四章串52

第五章数组与广义表62

第六章树和二叉树102

第七章图