数据结构课程教学大纲.doc

《数据结构》课程教学大纲
一、课程性质、地位和作用
《数据结构》在计算机科学中是一门综合性的专业基础必修课。数据结构的研究不仅涉及到计算机硬件的研究范围，而且和计算机软件的研究有着更密切的关系，无论是编译程序还是操作系统，都涉及到数据元素在存储器中的分配问题。因此，可以认为数据结构是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程，在计算机科学中，数据结构不仅是一般程序设计的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统及其它系统程序和大型应用程序的重要基础。
二、课程教学对象、目的和要求
本课程适用于软件工程本科专业。课程教学目的、要求：
（一）从内容上，本课程旨在介绍各种基本数据结构及相应的算法，使学生掌握如何把现实世界的客观问题变换为在计算机内的表示形式。
（二）从能力方面，要求学生学会组织数据、选择算法、设计算法，养成良好的程序设计风格，提高逻辑思维和抽象思维的能力，为以后有关的计算机课程的学习和从事软件开发奠定基础。
（三）从教学方法上，采用启发、引导的教学方法，着重对数据组织方法的讲解，强调算法+存储结构才能反映数据的逻辑结构，启发学生算法的设计和选择的存储结构密不可分；注重实践环节的教学辅助作用：以做项目的方式引导学生逐步扩大编程量。
三、课程的相关课程及其关系
对先修课程的要求：学生应能熟练掌握和灵活应用C程序控制结构进行编程，熟悉C语言中结构和指针的概念及其操作。
四、课程内容及学时分配
总学时：72学时 理论学时：56学时，实验学时 ：16学时
（一） 绪论 4学时
1、数据结构的发展及在计算机学科中所处的位置
2、基本概念及术语、抽象数据类型
3、算法描述及算法分析初步。
掌握算法的概念、描述方法以及评价标准。了解抽象数据类型的概念。
（二）线性表 10学时
1、线性表的逻辑结构和基本算法
2、线性表的顺序存储结构
3、线性表的链式存储结构
4、基本算法在特定存储结构中的算法分析。
掌握线性表的顺序存储结构、线性表的链式存储结构以及相关的基本操作算法描述。了解静态链表、双向链表存储结构和线性表在一元多项式中的应用。
（三）栈和队列 8学时
1、栈的定义、表示和实现
2、栈的应用、递归过程及其实现
3、队列的定义、表示和实现
4、队列的应用。
掌握栈的存储结构及其基本操作、队列存储结构及其基本操作。了解栈和队列的应用。
（四）串 2学时
1、串的定义、表示和实现
2、模式匹配。
了解串的表示和实现方法以及模式匹配。
（五）数组和广义表 4学时
1、数组的定义和运算
2、数组的压缩存储
3、广义表的定义和存储结构
掌握特殊矩阵和稀疏矩阵的压缩存储及相关算法、广义表的定义、存储结构。了解稀疏矩阵的相关算法和递归算法设计。
（六）树和二叉树 8学时
1、树的定义和基本操作
2、二叉树定义和表示
3、遍历二叉树和线索二叉树
4、树和森林
5、哈夫曼树及其应用。
掌握二叉树的存储表示、遍历算法、哈夫曼树构造方法及哈夫曼编码的概念。了解线索算法、哈夫曼树应用的算法描述。
（七） 图 8学时
1、图的定义和术语
2、图的存储结构
3、图的遍历、图的连通性问题
4、图的典型应用问题：最小生成树、有向无环图及其应用、最短路径。
掌握图的存储结构、图的遍历操作。了解图的几个典型应用问题。
（八）查找 6学时
1、基本查找
2、二叉排序树和二叉平衡树
3、B-树
4、哈希表
5、各种查找方法的时间复杂度。
掌握顺序查找、折半查找、动态查找表及查找算法：二叉排序树、二叉平衡树、哈希查找方法。了解哈希表的建立及查找的算法、二叉平衡树和B-树算法
（十）内部排序 6学时
1、插入排序：直接插入排序、希尔排序
2、交换排序（快速排序）
3、选择排序：简单选择排序、堆排序
4、归并排序（二路归并排序）
5、各种排序方法的比较
掌握简单排序、快速排序、归并排序的排序方法、算法描述和性能分析；掌握堆排序、希尔排序的排序方法。了解各种排序方法的比较。
五、实践环节的要求
参见《数据结构》实验大纲
六、作业（习题）要求
要求每章节结束后布置相应的作业，作业量以中等程度学生在一小时左右完成为宜。
七、考核
本科课程采用闭卷考试，内容包括教学大纲所列全部内容。
八、教材与主要参考书
（一）推荐使用教材：《数据结构》C语言版 严蔚敏 著 清华大学出版社，2001年
说明：该教材为部级优秀教材和高校推荐教材。内容新颖、概念清晰、通俗易懂、层次配套、实用性强
（二）主要参考书目：《Data Structures with C++ 》，William Ford William Topp编著，清华大学出版社，1998年。
《Data Structures &Algorithm Analysis in Java 》，Mark Allen Weiss编著，机械工业出版社，2004年。
《数据结构题例分析》，朱静华 殷新春 编著，华中理工大学出版社，1995年。
《数据结构实验与课程设计指导》，胡学刚 秦锋 王于 周红鹃 编著，安徽大学出版社，2000年。