数据结构多媒体演示系统设计

数据结构多媒体演示系统设计

【摘要】本文基于数据结构相对抽象的特点，结合多媒体技术，利用文字、声音、图像、图形、动画等形式描绘数据结构的算法，设计数据结构多媒体演示系统。

【关键词】数据结构；多媒体；演示系统

0 概述

数据结构是计算机及相关专业的一门重要专业基础课程。不论是计算机专业的学生还是从事计算机科学的技术人员，为了深入学习计算机专业的软硬件课程，都必须学好这门课程。然而，数据结构受到重视的同时，此课程的学习却一直学生感到复杂和困难的。通过几年的教学工作，我发现数据结构中的链、表、栈、树、图以及相关的典型算法对于初学者而言实际上是非常抽象而难懂的。最难学的原因在于指针的操作、储存方式过于抽象；很多算法概念在生活经验中缺乏可供模拟的例子，当学生面对抽象概念而无法在心中产生具体的影像时，则容易在学习过程中遭遇困难。因此我们希望借助多媒体技术对经典的算法有更直观、形象的描绘。当我们试图从网络上找寻相关的软件时，发现在国外数据结构有一些可视化的软件，也获得了很好的效果，但鉴于均为商业软件，需要付费使用。然而国内这方面的工作却做得很少，几乎找不到这样的完善的软件。

因此，本文拟结合多媒体技术、依据数据结构的特点，利用文字、声音、图像、图形、动画等形式描绘数据结构的算法，设计数据结构多媒体演示系统。

1 系统设计

1.1 系统总体设计方案

系统目标为抽取数据结构中典型的概念、算法，结合多媒体技术，融合声音、图像、动画等元素，设计数据结构多媒体演示系统。总体结构方案如下：

图1 数据结构多媒体演示系统总体结构方案

1.2 系统的主要模块及功能简介

该数据结构多媒体演示系统划分为单链表、栈、队列、二叉树、图、排序、查找共七个模块。进入系统主界面后，通过链接菜单可进入各模块的子界面。

1.2.1 单链表模块

该模块主要包括单链表的简介，存储、插入、删除等相关实现代码，并设计实现单链表的插入、删除的动画演示效果。

1.2.2 栈模块

该模块主要包括栈的特点及应用场合简介，给出栈的顺序存储及链式存储类的实现代码，设计实现入栈、出栈的动画演示效果。

1.2.3 队列模块

该模块主要包括队列的特点及应用场合简介，给出队列的顺序存储及链式存储类的实现代码，设计实现入队、出队的动画演示效果。

1.2.4 二叉树模块

该模块主要包括二叉树的遍历、最优二叉树的生成、哈夫曼树和哈夫曼编码的动画演示，以及相关概念的简介和实现代码。

1.2.5 图模块

该模块主要包括图的相关概念的简介，图的链接表的实现代码，图的遍历算法代码及动画演示。

1.2.6 排序模块

该模块主要包括排序算法的简介，三大类排序算法的主要思想及实现代码，以及几种经典算法的动画演示。

1.2.7 查找模块

该模块主要包括查找算法的基本思想和应用场合的简介，顺序查找和二分查找的算法实现以及动画演示效果展示。

系统设计在实现上通过主框架中的菜单或按钮点击进入各子界面，子界面中嵌入文字介绍、背景音乐、声音提示和动画效果展示。

系统是在Windows XP环境下开发的，主框架由C#搭建而成。C#综合了VB 简单的可视化操作和C++的高运行效率，操作能力强大、语法风格优雅、面向组件编程便捷，可以给该系统提供良好的操作界面。动画效果演示则通过Flash实现。Flash是一种动画创作与应用程序开发于一身的创作软件，利用Flash的简单直观而又功能强大的动画设计工具以及ActionScript的脚本语言可以更为形象、直观地描绘各经典算法的动态演示过程。

2 系统特点

系统在Windows环境下运行，界面简洁，使用方便，根据系统提示可以自

如地学习各个模块的内容。系统中对于数据结构课程的内容进行了细致的编排和优化，适于高职学生进行课下的巩固提高和自学。对于经典算法，结合多媒体技术，利用文字、声音、图像、图形、动画等形式综合展现学习内容，在通过刺激感官的同时，可以把抽象的内容转化为形象的直观感受，使学习过程更简单、更直观、更易于理解，也有利于突破学习中的难点，化难为易。

【参考文献】

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