(完整版)数据结构详细教案——图
《数据结构》课程教案
数据结构》课程教案课程类别:专业基础课适用专业:计算机应用技术授课学时:32学时课程学分:4学分一、课程性质、任务课程性质:《数据结构》是计算机应用技术专业的必修课程,也是研究如何对数据进行组织和设计、如何编制高效率的处理程序的一门基础学科。
课程任务:1、学习计算机程序编写中的数据组织和设计;2、数据的物理结构和逻辑结构;3、经典算法的设计和算法效率的分析。
二、课程培养目标:(一)知识目标通过理论学习和程序的编写,使学生系统地掌握程序中数据的组织、数据的物理结构和逻辑结构,在重要算法的实现上逐步提高编程能力。
(二)技能目标通过课程的学习,让学生掌握重要的数据结构,对数据的逻辑结构和物理结构有深入的理解,同时能编写出使用重要算法知识的程序,并运用所学知识编写程序解决实际中的问题。
(三)素质目标通过课程的学习,让学习学会自学,培养学生的自学能力、克服学习困难的能力,同时让学生掌握计算机编程中数据结构的学习方法,并养成严谨、认真、仔细、踏实、上进的好习惯。
三、选用教材与参考资料教材版本信息《数据结构与算法简明教程(Java语言版)》清华大学出版社叶小平陈瑛主编教材使用评价本教材经过两年的使用,得到了读者一致认可,同时也在不断改进,适合高职高专教学使用,内容基础、重难点突出,符合高职高专“理论够用、注重实践”的要求。
选用的参考资料严蔚敏•吴伟民《数据结构(C语言版)》•清华大学出版社.2009年版殷人昆.《数据结构》•清华大学出版社.1999年版《C语言程序设计》•石油大学出版社《C语言程序设计》•中国石油大学出版社.2006年版四、本课程与其他课程的联系与分工先修课程《离散数学》、《程序设计基础》后续课程《面向对象技术》、《操作系统》与其他课程配合与取舍情况《数据结构》与《离散数学》知识点结合较多,《离散数学》讲求逻辑思维能力的培养和训练,《数据结构》中逻辑结构的学习也需要逻辑思维能力做铺垫。
同时《程序设计基础》课程也为学习《数据结构》打下了基础,对于本课程的教材,我们采用C语言来描述数据结构,因此程序设计基础也是以C语言作为的对象。
数据结构课程教案
数据结构课程教案第一章:数据结构概述1.1 数据结构的概念介绍数据结构的基本概念和重要性讨论数据的组织、存储和操作1.2 常见的数据结构线性结构:数组、链表、栈、队列非线性结构:树、图1.3 算法和复杂度介绍算法的概念和设计方法讨论时间复杂度和空间复杂度第二章:线性表2.1 数组介绍数组的概念和实现讨论数组的操作和优缺点2.2 链表介绍链表的概念和实现讨论链表的操作和优缺点2.3 栈和队列介绍栈和队列的概念和实现讨论栈和队列的操作和应用场景第三章:非线性结构3.1 树介绍树的概念和性质讨论树的遍历和操作3.2 二叉树介绍二叉树的概念和性质讨论二叉树的遍历和操作3.3 图介绍图的概念和表示方法讨论图的遍历和操作第四章:排序和搜索算法4.1 排序算法介绍排序算法的概念和分类讨论常见的排序算法(如冒泡排序、选择排序、插入排序等)4.2 搜索算法介绍搜索算法的概念和分类讨论常见的搜索算法(如顺序搜索、二分搜索等)第五章:算法设计技巧5.1 分治法介绍分治法的概念和应用讨论分治法的实现和优点5.2 动态规划介绍动态规划的概念和应用讨论动态规划的实现和优点5.3 贪心算法介绍贪心算法的概念和应用讨论贪心算法的实现和优点第六章:线性表的扩展6.1 串介绍串的概念和实现讨论串的操作和应用场景6.2 多维数组和稀疏矩阵介绍多维数组和稀疏矩阵的概念和实现讨论它们的操作和应用场景第七章:树状数组和离散化7.1 树状数组介绍树状数组的概念和实现讨论树状数组的操作和应用场景7.2 离散化介绍离散化的概念和实现讨论离散化的操作和应用场景第八章:排序算法的进阶8.1 快速排序介绍快速排序的概念和实现讨论快速排序的优化和时间复杂度分析8.2 归并排序介绍归并排序的概念和实现讨论归并排序的优化和时间复杂度分析8.3 堆排序介绍堆排序的概念和实现讨论堆排序的优化和时间复杂度分析第九章:高级搜索算法9.1 深度优先搜索(DFS)介绍深度优先搜索的概念和实现讨论深度优先搜索的适用场景和应用9.2 广度优先搜索(BFS)介绍广度优先搜索的概念和实现讨论广度优先搜索的适用场景和应用9.3 A搜索算法介绍A搜索算法的基本概念和实现讨论A搜索算法的优势和应用场景第十章:动态规划的进阶应用10.1 背包问题介绍背包问题的概念和分类讨论动态规划解决背包问题的方法和时间复杂度分析10.2 最长公共子序列和最长公共子串介绍最长公共子序列和最长公共子串的概念和实现讨论它们的适用场景和应用10.3 矩阵链乘问题介绍矩阵链乘问题的概念和实现讨论动态规划解决矩阵链乘问题的方法和时间复杂度分析十一章:图论基础11.1 图的基本概念介绍图的定义、术语和表示方法讨论图的类型和应用场景11.2 图的遍历介绍深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)讨论图的遍历算法实现和应用11.3 最小树介绍最小树的概念和性质讨论克鲁斯卡尔算法和普里姆算法十二章:网络流和匹配12.1 网络流介绍网络流问题的定义和性质讨论最大流和最小费用流算法12.2 匹配介绍匹配的概念和类型讨论匈牙利算法和最大匹配算法十三章:并查集和路径压缩13.1 并查集的基本概念介绍并查集的数据结构和操作讨论并查集的实现和应用场景13.2 路径压缩介绍路径压缩的概念和实现讨论路径压缩对并查集性能的改进十四章:线段树和树状数组14.1 线段树介绍线段树的概念和性质讨论线段树的构建和操作实现14.2 树状数组回顾树状数组的概念和操作讨论树状数组的应用场景和优势十五章:总结与实践项目15.1 课程总结回顾整个课程的主要概念、算法和应用强调数据结构在软件工程中的重要性15.2 实践项目设计一个或多个综合性的实践项目要求学生应用所学知识解决实际问题这个教案旨在为学生提供一个全面的数据结构学习框架,从基本概念到高级应用,涵盖了各种常见的数据结构和算法。
(完整版)数据结构教案
湖南涉外经济学院教案学院信息科学与工程学院系/教研室软件工程系课程名称数据结构主讲教师邹竞湖南涉外经济学院教案教案教案教案教案教案教案教案教案教案j 1 2 3 4 5 6模式串 a b a a b cnext[j]0 1 1 2 2 33.如何求next[ ]函数已知next[1] = 0,假设next[j] = k且tj = tk,则有next[j+1] = k+1= next[j]+1;若next[j] = k且tj ≠ tk,则需往前回溯,检查tj = t?。
这实际上也是一个匹配的过程,不同在于主串和模式串是同一个串。
若k’=next[k]且tj = tk’,则next[j]=next[k]+1,若tj ≠ tk’ 则继续往前回溯,直到存在k’’使tj = tk’’或k’’=0j12345678模式串b a b b a b a b0 1 1 2 2 3 4 3利用KMP算法的子串定位函数int IndexKMP(STRING *S,*T){∥利用模式串T的next函数,求T在主串S中的位置∥的KMP算法。
其中T非空i=0; j=1;while(i<S->length && j<=T->length)if(j==0 || S->str[i]==T->str[j-1]){ ++i; ++j;} ∥继续比较后继字符else j=next[j]; ∥模式串向右移动if(j>T->length)return i-T->length+1; ∥匹配成功else return 0;}∥IndexKMP如何求next函数:已知next[1]=0,假设next[j]=k且pj=pk,则有next[j+1]=k+1=next[j]+1;若next[j]=k且pj≠pk,则需往前回溯,检查pj=p?。
这实际上也是一个匹配的过程,不同在于主串和模式串是同一个串。
数据结构全套课件完整版ppt教学教程最新最全
在高级程序设计语言中引入了整型、实型和布尔型等基本数据类型,程序员在编制程序时 就可以将其数据对象建立其上,避免了复杂的机器表示。数据类型就像一层外衣,使得程序员 只需知道如何使用整数、实数和布尔数,而不需要了解机器的内部细节,就能完成相应的程序 设计任务。
第1章
绪论
1.1 数据结构
3.关键码 关键码 (key)指的是数据元素中能起标识作用的数据项,例如学生信息表中的学号和姓 名。其中能起惟一标识作用的关键码称为“主关键码”,如学号;反之称为“次关键码”,如 姓名。
4.数据对象 数据对象(data object)是具有相同性质的数据元素的集合,是数据的一个子集。例如, 整数数据对象是集合N={0,±1,±2,…},字母字符数据对象是集合C={'A','B',…, 'Z'}。学生信息管理系统中的学生表也可看成一个数据对象。
新世纪应用型高等教育 计算机类课程规划教材
数据结构
新世纪应用型高等教育教材编审委员会 组编 主编 曹春萍
第2章 线性表
2.1 线性表的基本概念
线性表(linear-list)是一组具有相同特征的数据元素的有限序列。如, 某校十个教学班级的学生人数(50,53,55,52,56,59,60,55,57,51) 构成一个线性表。
第2章 线性表
第1章
《数据结构》教案(精华版)
《数据结构》教案(精华版)《数据结构》教案(精华版)前言数据结构是计算机学科中的重要基础课程,它涉及到数据的存储、组织和管理。
本教案旨在帮助学生掌握数据结构的基本概念、算法和应用,提高其解决实际问题的能力。
第一章:引言在本章中,我们将介绍数据结构的基本概念和重要性。
学生将了解到数据结构在计算机科学中的作用,以及为什么学习数据结构对于他们的职业发展至关重要。
1.1 数据结构的定义数据结构是一种组织和存储数据的方式,它涉及到数据元素之间的关系,以及对这些关系的操作。
1.2 数据结构的分类数据结构可以分为线性结构和非线性结构。
线性结构中的数据元素之间存在一个明确的顺序关系,而非线性结构中的数据元素之间没有固定的顺序关系。
1.3 数据结构的应用数据结构在计算机科学中有广泛的应用。
例如,在数据库管理系统中,数据结构被用来组织和管理大量的数据;在图形图像处理中,数据结构被用来存储和操作图像数据。
第二章:线性结构本章将介绍线性结构,包括线性表、栈和队列。
学生将学习这些线性结构的定义、实现和应用。
2.1 线性表线性表是一种最简单的数据结构,它由一组数据元素组成,这些元素按照线性的顺序存储。
2.2 栈栈是一种特殊的线性表,它具有“先进后出”的特点。
学生将学习栈的定义、实现和常见应用。
2.3 队列队列是另一种特殊的线性表,它具有“先进先出”的特点。
学生将学习队列的定义、实现和应用。
第三章:树结构本章将介绍树结构,包括二叉树、搜索树和平衡树。
学生将学习这些树结构的定义、实现和应用。
3.1 二叉树二叉树是一种常见的树结构,它的每个节点最多有两个子节点。
学生将学习二叉树的定义、实现和遍历算法。
3.2 搜索树搜索树是一种特殊的二叉树,它的每个节点都符合一定的大小关系。
学生将学习搜索树的定义、实现和查找算法。
3.3 平衡树平衡树是一种自平衡的二叉树,它可以保持树的高度平衡。
学生将学习平衡树的定义、实现和平衡算法。
第四章:图结构本章将介绍图结构,包括无向图和有向图。
《数据结构》教案
《数据结构》教案信息技术学院软件教研室课程说明【目的】1.数据结构是研究数据组织、存储和运算的一般方法的学科。
——理解并掌握数据的各种数据结构的原理与算法。
2. 学会分析研究计算机加工的数据结构的性质,以便为应用涉及的数据选择适当的逻辑结构、存储结构及其相应的算法,并初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术。
3.数据结构是编程的基础。
程序=数据结构+算法——能够以数据结构为基础,进行复杂程序编程,且符合软件工程的规范。
4.数据结构课程重点是培养学生的数据抽象能力。
【内容】1.数据结构的基本概念(第1章)2、线性表(第2、3、4、5章)3、树(第6章)4、图(第7章)5、查找和排序(第9、10、11章)【参考书】1.数据结构严蔚敏清华大学出版社2. 数据结构(c语言篇)——习题与解析(修订版)李春葆清华大学出版社【教学安排】第1章绪论【教学目的】1.数据结构的基本概念,介绍数据和数据结构等名词和术语。
2.描述算法的类C语言3.从时间和空间角度分析算法的方法【教学要求】掌握基本概念,了解抽象数据类型,掌握计算语句频度和估算算法时间复杂度,熟悉类C语言的书写规范。
【教学重点与难点】描述算法的类C语言;抽象数据类型的概念;算法复杂性的分析方法【教学追记】1、熟悉各名词、术语的含义,掌握基本概念,特别是数据结构的三个方面(逻辑结构、存储结构、及其运算)。
数据的逻辑结构和存储结构之间的关系。
分清哪些是逻辑结构的性质,哪些是存储结构的性质。
2、了解抽象数据类型的定义、表示和实现方法。
3、理解算法五个要素的确切含义:①动态有穷性(能执行结束);②确定性(对于相同的输入执行相同的路径);③有输入;④有输出;⑤可行性(用以描述算法的操作都是足够基本的)。
4、掌握计算语句频度和估算算法时间复杂度的方法。
5、熟悉类C语言的书写规范,对学过C++的学生,比较输入/输出语句cin /cout;动态分配内存语句new与C语言的区别。
《数据结构》教案(64课时)
四川城市职业学院教案二O一七年九月填写说明1、封面中课程性质是指公共必修课、专业必修课、公共选修课、专业选修课等。
2、教案首页中的授课类型是指理论授课、实验课、习题课、课堂讨论、课程设计、实作等。
3、教学步骤及主要内容包括教学设计、教学内容、过程、方法。
4、备注包括时间安排、媒体应用、对教材的整合等;对教材的整合包括删减的内容、补充、更新的内容等。
5、教师每次课都要写一份教案(一次课计2学时),新教师和年轻教师还应准备讲稿或课件。
四川城市职业学院备课环节质量标准及评价方案一、备课环节质量标准二、备课环节质量评价方案1.评价方案以《备课环节质量标准》为依据,以系或教学组为单位,通过审阅任课教师的授课计划、教案和讲稿,按《四川城市职业学院备课质量评价表》中评价要素的内涵和评价方法,对教师的备课质量进行评价。
首先对各评价要素定等级,评价等级分为A、B、C、D四档,按《备课环节质量标准》中A、C的标准,低于A高于C为B,低于C为D;然后打出评价基元的得分,得分=∑评价要素分值*等级系数(等级系数:A∶0.9、B∶0.75、C∶0.6、D∶0.1)。
评价总分S等于每项得分之和,评价结果按优秀、良好、合格、不合格四级评定,优秀:87≤S<100;良好74≤S<87;合格:60≤S<74;不合格:S<60。
2.有关说明①备课环节质量评价一般由系组织实施,教务处监督检查;②尚未获得主讲教师资格的青年教师必须通过系组织的备课质量评价,并和其他教学环节的评价结果一起作为晋升职称的重要依据;③各系可以采用抽查、教案展评等方式,促进备课质量的提高;④各系要对评价过程中发现存在问题的教师端正态度。
对备课态度较认真、但备课质量不高的教师,应该及时配备指导教师,请有经验的教师加以指导,提高备课质量。
四川城市职业学院课程教案四川城市职业学院课程教案四川城市职业学院课程教案四川城市职业学院课程教案四川城市职业学院课程教案四川城市职业学院课程教案四川城市职业学院课程教案四川城市职业学院课程教案四川城市职业学院课程教案四川城市职业学院课程教案四川城市职业学院课程教案。
《数据结构》参考教案
《数据结构》参考教案数据结构参考教案教案一:数据结构概述1. 介绍数据结构的定义和作用- 数据结构是指组织数据的方式,从而实现高效访问和操作数据的目的。
- 数据结构对于解决实际问题和优化算法具有重要作用。
2. 数据结构的分类- 线性结构:数组、链表、栈、队列等- 非线性结构:树、图等- 文件结构:顺序文件、索引文件等3. 数据结构的基本操作- 插入、删除、查找、排序等操作教案二:线性结构1. 数组- 定义和基本特点- 一维数组和多维数组- 数组的插入、删除、查找操作- 定义和基本特点- 单链表和双链表- 链表的插入、删除、查找操作3. 栈- 定义和基本特点- 栈的应用场景- 栈的插入、删除、查找操作4. 队列- 定义和基本特点- 队列的应用场景- 队列的插入、删除、查找操作教案三:非线性结构1. 树- 二叉树的定义和基本特点- 二叉查找树的构建和操作- 平衡二叉树的原理和应用- 图的定义和基本特点- 图的表示方法:邻接矩阵、邻接表- 图的遍历算法:深度优先搜索、广度优先搜索教案四:文件结构1. 顺序文件- 顺序文件的组织结构- 顺序文件的插入、删除、查找操作2. 索引文件- 索引文件的组织结构- 索引文件的插入、删除、查找操作3. 散列文件- 散列文件的组织结构- 散列文件的插入、删除、查找操作教案五:高级数据结构1. 堆- 堆的定义和基本特点- 最大堆和最小堆- 堆的插入、删除、查找操作2. 并查集- 并查集的定义和基本特点- 并查集的应用场景- 并查集的操作:合并、查找3. Trie树- Trie树的定义和基本特点- Trie树的插入、删除、查找操作教案六:数据结构的应用1. 图的最短路径算法- 迪杰斯特拉算法- 弗洛伊德算法2. 树的应用:哈夫曼编码- 哈夫曼编码的原理和过程- 哈夫曼编码的应用和效果3. 排序算法比较- 冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序- 各种排序算法的时间复杂度和稳定性比较教案七:数据结构的优化与扩展1. 动态规划算法- 动态规划的基本思想和适用条件- 应用举例:背包问题、最长公共子序列等2. 基于数据结构的缓存优化- 缓存机制的原理和应用- 基于哈希表和LRU算法实现缓存优化3. 数据结构的持久化存储- 数据结构的序列化和反序列化- 数据结构的存储和恢复教案八:总结与展望1. 数据结构的重要性和应用价值2. 数据结构的学习方法和技巧3. 数据结构的发展趋势和研究方向教案结束。
《数据结构》教案
《数据结构》教案教案1. 引言数据结构是计算机科学中一门重要的基础课程,它研究了组织和存储数据的方法以及处理数据的算法。
本教案旨在介绍数据结构的基本概念和常用的数据结构类型,帮助学生建立起正确的数据结构思维模式,培养数据分析和问题解决的能力。
2. 教学目标本教案的教学目标包括:- 理解数据结构的概念和重要性;- 掌握常见数据结构的定义和特点;- 熟悉数据结构的基本操作和算法;- 能够根据实际问题选择合适的数据结构并应用相应算法解决问题。
3. 教学内容3.1 数据结构的定义和概念- 数据结构的定义:数据结构是指数据对象及其之间的关系、操作和约束的集合。
- 数据结构的概念:包括逻辑结构、存储结构和运算结构。
3.2 线性表- 线性表的定义与特点- 顺序表的实现与操作- 链表的实现与操作- 栈和队列的定义与应用3.3 树与图- 树的定义与应用- 二叉树的实现与操作- 图的定义与存储方式- 图的遍历算法3.4 查找与排序- 查找算法:顺序查找、二分查找、哈希查找- 排序算法:冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序3.5 高级数据结构- 堆和优先队列的概念与实现- 并查集的应用- 哈夫曼树的构建与压缩- 理论讲解与实践结合:通过理论讲解和实例演示相结合的方式,帮助学生理解数据结构的概念和应用。
- 实验操作与问题解决:通过实验操作和问题解决的方式,提升学生的数据结构应用能力和解决实际问题的能力。
- 小组合作与讨论:通过小组合作和讨论的方式,激发学生的学习兴趣,培养团队合作和沟通能力。
5. 教学评估本教案的教学评估方式包括:- 课堂测验:通过课堂测验检验学生对数据结构基本概念和常用算法的掌握情况。
- 实验报告:要求学生完成一定数量的实验,并提交实验报告,评估学生的实践能力和问题解决能力。
- 期末考试:在课程结束后,进行一次全面的期末考试,考察学生对整个课程内容的掌握情况。
6. 教学资源- 教材:《数据结构与算法分析》- 实验室设备:计算机、编程软件- 网络资源:数据结构相关的在线教学资源和学习资料授课时间:10周(每周2课时)7.1 第一周:数据结构基础概念和线性表7.2 第二周:线性表(续)和树7.3 第三周:树(续)和图7.4 第四周:查找与排序算法7.5 第五周:查找与排序算法(续)7.6 第六周:高级数据结构(堆与优先队列)7.7 第七周:高级数据结构(并查集)7.8 第八周:高级数据结构(哈夫曼树)7.9 第九周:教学复习与测验7.10 第十周:期末考试8. 教学反馈与改进本课程结束后,将进行学生教学反馈调查和课程改进总结,根据学生的意见和建议,不断完善教学内容和方法,提高教学质量和效果。
《数据结构》教案.
教学内容纲要: 第7章 图 7.1 图的定义和术语 (1)图 (2)无向图: (3)有向图:(4)完全图: 7.2 图的存储结构 (1)邻接矩阵 (2)邻接表
1
课程名称:数据结构
总课序
授课 时间
课型 (教法)
多媒体讲授
课题
任课教师 撰写(修改) 讲课内容
7.2.3 — 7.3
《数据结构》教案
广西民族大学数学与计算机学院
课程名称:数据结构
总课序
授课 时间
课型 (教法)
多媒体讲授
课题教具 准备教学 的掌握图的基本概念 掌握图的存储结构
任课教师 撰写(修改) 讲课内容
7.1—7.2.2
图的基本概念、存储结构
教学 重点
教学 难点 与关键
基本概念 图的邻接矩阵存储和邻接表存储
1.拓扑排序 2.关键路径、 7.6 最短路径
4
图的存储结构及遍历
教具 准备
教学 目的
掌握图的遍历 理解图的十字链表和邻接多重表存储结构:
教学 重点
图的深度优先遍历和广度优先遍历
教学 难点 与关键
图的深度优先遍历和广度优先遍历
教学内容纲要: 第7章 图 7.2 图的存储结构 3.十字链表 4.邻接多重表
7.3 图的遍历 1.深度优先遍历 2.广度优先遍历
2
课程名称:数据结构
总课序
授课 时间
课型 (教法)
多媒体讲授
任课教师 撰写(修改) 讲课内容
7.3 —7.4.3
课题
图的生成树、最小生成树
教具 准备
教学 目的
掌握生成树、最小生成树的相关问题
教学 重点
最小生成树的生成
(完整版)数据结构详细教案——图
数据结构教案第七章图第7章图【学习目标】1.领会图的类型定义。
2.熟悉图的各种存储结构及其构造算法,了解各种存储结构的特点及其选用原则。
3.熟练掌握图的两种遍历算法。
4.理解各种图的应用问题的算法.【重点和难点】图的应用极为广泛,而且图的各种应用问题的算法都比较经典,因此本章重点在于理解各种图的算法及其应用场合。
【知识点】图的类型定义、图的存储表示、图的深度优先搜索遍历和图的广度优先搜索遍历、无向网的最小生成树、最短路径、拓扑排序、关键路径【学习指南】离散数学中的图论是专门研究图性质的一个数学分支,但图论注重研究图的纯数学性质,而数据结构中对图的讨论则侧重于在计算机中如何表示图以及如何实现图的操作和应用等.图是较线性表和树更为复杂的数据结构,因此和线性表、树不同,虽然在遍历图的同时可以对顶点或弧进行各种操作,但更多图的应用问题如求最小生成树和最短路径等在图论的研究中都早已有了特定算法,在本章中主要是介绍它们在计算机中的具体实现。
这些算法乍一看都比较难,应多对照具体图例的存储结构进行学习。
而图遍历的两种搜索路径和树遍历的两种搜索路径极为相似,应将两者的算法对照学习以便提高学习的效益。
【课前思考】1。
你有没有发现现在的十字路口的交通灯已从过去的一对改为三对,即每个方向的直行、左拐和右拐能否通行都有相应的交通灯指明。
你能否对某个丁字路口的6条通路画出和第一章绪论中介绍的”五叉路口交通管理示意图”相类似的图?2。
如果每次让三条路同时通行,那么从图看出哪些路可以同时通行?同时可通行的路为:(AB,BC,CA),(AB,BC,BA),(AB,AC,CA),(CB,CA,BC)目录第7章图 (1)7.1图的定义和基本术语 (1)7.2图的存储和创建 (2)7.2.1 图的存储表示 (2)7。
2.2 图的创建 (5)7。
3图的遍历 (5)7。
3.1 深度优先搜索 (5)7.3.2 广度优先搜索 (6)7。
4遍历算法的应用 (8)7.4。
(2024年)数据结构严蔚敏PPT完整版
选择排序的基本思想
在未排序序列中找到最小(或最大)元素,存放到排序 序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻 找最小(或最大)元素,然后放到已排序序列的末尾。 以此类推,直到所有元素均排序完毕。
2024/3/26
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交换排序和归并排序
交换排序的基本思想
通过不断地交换相邻的两个元素(如果它们的顺序错 误)来把最小的元素“浮”到数列的一端。具体实现 时,从第一个元素开始,比较相邻的两个元素,如果 前一个比后一个大,则交换它们的位置;每一对相邻 元素做同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对 ;这步做完后,最后的元素会是最大的数;针对所有 的元素重复以上的步骤,除了最后一个;持续每次对 越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对 数字需要比较。
图的基本操作
创建图、添加顶点、添加边、删除顶点、删除边 等
2024/3/26
27
图的存储结构
01
邻接矩阵表示法
用一个二维数组表示图中顶点间的 关系,适用于稠密图
十字链表表示法
用于有向图,可以方便地找到任一 顶点的入边和出边
03
2024/3/26
02
邻接表表示法
用链表表示图中顶点间的关系,适 用于稀疏图
入栈操作将元素添加到栈顶,出栈操作将栈顶元素删 除,取栈顶元素操作返回栈顶元素但不删除,判断栈
是否为空操作检查栈中是否有元素。
2024/3/26
12
栈的表示和实现
栈可以用数组或链表来实现。
用数组实现时,需要预先分配一块连续的内存空间,用一个变量指示栈顶位置。入栈和出栈操作都可以 通过移动栈顶位置来实现。
22
二叉树的定义和基本操作
二叉树的定义
二叉树是一种特殊的树,每个节点最 多有两个子节点,分别称为左子节点 和右子节点。
(完整版)数据结构教案
(完整版)数据结构教案1. 引言本教案旨在介绍数据结构的基本概念和常用算法,并提供相应的教学资源和活动设计,以帮助学生掌握数据结构的核心知识和能力。
2. 教学目标- 了解数据结构的概念和作用;- 能够使用常见的数据结构(如链表、栈、队列、树、图等)进行问题建模和解决;- 掌握基本的数据结构算法(如排序、查找、遍历等);- 培养学生的编程能力和解决实际问题的能力。
3. 教学内容3.1 数据结构基础- 数据结构的定义和分类;- 数组和链表的比较与应用;- 栈和队列的概念及应用;- 树的基本概念和遍历方法;- 图的基本概念和遍历方法。
3.2 数据结构算法- 排序算法:插入排序、选择排序、冒泡排序、快速排序、归并排序;- 查找算法:顺序查找、二分查找;- 图的最短路径算法:Dijkstra算法、Floyd算法。
4. 教学方法- 讲授理论知识:通过讲解、示意图和实例等形式,向学生介绍数据结构的基本概念和算法;- 编程实践:让学生通过编写程序来实现常见的数据结构和算法,并解决相关问题;- 组织小组讨论和实践活动:让学生合作完成数据结构相关的实际案例分析和解决方案设计。
5. 教学评估为了评价学生的研究效果和能力,我们将采用以下评估方式:- 课堂作业:包括理论题和编程题,用于检查学生对数据结构的理解和应用能力;- 项目实践:学生需要独立或小组完成一个数据结构相关的实际项目,并进行展示和报告;- 期末考试:综合测试学生对数据结构知识的掌握情况。
6. 教学资源为了辅助教学和学生的研究,我们准备了以下教学资源:- 教材:精选的数据结构教材,供学生进行参考和深入研究;- 幻灯片:用于课堂讲解和学生研究的幻灯片,清晰呈现数据结构的概念和算法;- 编程实践指导:提供编程实践的指导和示例代码,帮助学生快速上手;- 练题和答案:提供大量的练题和详细答案,供学生巩固理论知识和算法思维。
7. 教学活动设计为了培养学生的研究兴趣和主动性,我们将设计以下教学活动:- 小组讨论:学生分组进行数据结构相关的主题讨论,分享思路和解决方案;- 编程比赛:组织学生参加数据结构编程比赛,以提高他们的编程能力和算法思维;- 实例分析:选取经典的数据结构实例,引导学生进行分析和实现,加深对数据结构的理解;- 视频讲解:录制有关数据结构的视频讲解,在线平台上供学生随时观看和研究。
(完整版)数据结构教案
湖南涉外经济学院教案学院信息科学与工程学院系/教研室软件工程系课程名称数据结构主讲教师__________ 邹竞 _________湖南涉外经济学院讲授章节第1 2 3 4 5讲绪论授课时数2教学目的:1. 了解数据结构课程的重要性和课程的基本要求,以及本课程涵盖的内容;2. 掌握数据结构的基本概念;3. 理解算法描述和简单的算法分析。
教学内容(讲授提纲)S++;1 从后序课(数据库、操作系统、编译原理、人工智能)的需要和考研两方面介绍数据结构课程的重要性。
2 通过三个例子讲解数据结构研究的内容。
3 介绍基本概念:数据的三个层次,数据结构的三个要素,数据结构的分类,四种存储结构,抽象数据类型,算法,算法的五个特性,对算法设计的要求,算法描述和算法分析,时间复杂度和空间复杂度。
4 从百钱买百鸡”(一百元钱买一百支笔”的算法例子说明选择算法的重要性:方案 1 :for( i = 0; i < =100; i++)for( j = 0; j < =100; j++)for( k= 0; k< =100; k++)if(i+j+k==100 &&3*i+2*j+0.5*k==100) printf( “ i=%dj=%d,k=%d" ,i,j,k) 万案2:for( i = 0; i < =20; i++)for( j = 0; j < =34 -i; j++) if(3*i+2*j+(100 -i-j) *0.5==100) printf( “ i=%d,j=%d,k=%d ” ,i-j-j)P0方案1内层循环超过100万次,在某机器上运行了50分钟;方案2的if语句执行525 次,运行了2秒钟,相差1500倍。
5 算法分析举例(1)常量阶:时间复杂度为O(1)++x;s=0;语句频度为1,时间复杂度为0(1)。
for(j=1;j<=10000;++j) {++x; s+=x;}语句频度为10000 ,时间复杂度为O(1)。
《数据结构》教案.doc
教学内容及过程板书或旁注第一章:绪论1.1数据结构概念1.1.1为什么要学习数据结构1.计算机处理问题的分类(1)数值计算问题(2)非数值性问题2.非数值问题求解算法+数据结构=程序数据结构:是指数据的逻辑结构和存储结构算法:是对数据运算的描述1.1.2冇关概念和术语数据数据元素数据项数据结构:集合、线性、树型、阁状数据结构:包拈物理结构、逻辑结构数据的四种基木存储方法(1)顺序存储方法(2)链接存储方法(3)索引存储方法(4)散列存储方法教学单元(章节):第一章:绪论1.2算法描述1.3算法分析教学目的:理解算法的定义、特性、描述方法掌握简单的时间复杂度的估计矢只要,克:算法的特性、描述方法、算法编制的质量要求、数据结构的基本操作、时间复杂度、空间复杂度、技育要,克:描述算法、分析简单算法的时间复杂度教学方法:讲授+演示教具及教学手段:投影作业布置情况:P11; 3、4课后分析与小结:木节课的重点:算法的特点和描述,算法分析难点:算法时间复杂度的估计教学单元(章节):C 语言第七章:数组7.1 一维数组的定义和引用 7.2二维数组的定义和引用 7.3字符数组教学目的:理解一维数组、二维数组、字符数组的定义掌握一维数组、二维数组、字符数组的引用和初始化方法 掌握一维数组、二维数组、字符数组的简单应用程序知H 只要:一维数组、二维数组、字符数组的定义、引用、初始化 一维数组、二维数组、字符数组相关的简单程序主支育g 要,奈:用数组来处理相关问题的程序教学方法:讲授+渍示P152; 7. 1 1)152; 7. 3 P153; 7.11 P153; 7.15课后分析与小结:本节重点:数组的定义、引用、初始化 木节难点:用数组求解简半的问题教具及教学手段 投影作业布置情况:教学单元(章节):C语言第十章:指针10. 1地址和指针的概念10.2变量的指针和指针变量教学目的:理解地址和指针的概念掌握指针变量的定义和引用知识要点:地址、指针、指针变量的定义和引用、指针变量作为函数参数课后分析与小结:本节重点:指针的含义、指针变量的引用木节难点:指针变量的引用、指针变量作为函数参数C语言第十章:指针10. 1地址和指针的概念1.地址的概念2.指针的概念10.2变量的指针和指针变量10. 2. 1定义一个指针变量1.定义指针变量的一般形式:基类型*指针变量名2.定义指针变量的注意事项10.2.2指针变量的引用1.&——取址运算符。
数据结构教学设计教案
数据结构教学设计教案教学设计教案:数据结构一、教学目标本教学设计旨在帮助学生全面了解和掌握数据结构的基本概念、常见数据结构的特点和应用,培养学生的数据结构分析和问题解决能力,使其能够灵活运用数据结构解决实际问题。
二、教学内容1. 数据结构的基本概念和分类2. 线性表、栈和队列的实现和应用3. 树和图的基本概念、遍历方法和应用4. 排序和查找算法的原理和实现5. 数据结构的算法分析和性能评估三、教学步骤和方法1. 导入环节(10分钟)通过提问或引入相关实例,激发学生对数据结构的兴趣,引导学生思考数据结构的重要性和应用场景。
2. 知识讲解(40分钟)2.1 数据结构的基本概念和分类- 介绍数据结构的定义和作用- 分类介绍线性结构、树形结构、图形结构等基本数据结构2.2 线性表、栈和队列的实现和应用- 介绍线性表的定义、特点和实现方式- 讲解栈和队列的概念、实现和应用场景2.3 树和图的基本概念、遍历方法和应用- 介绍树的基本概念、遍历方式(前序、中序、后序)和应用- 讲解图的定义、遍历方式(深度优先搜索、广度优先搜索)和应用场景2.4 排序和查找算法的原理和实现- 介绍常见的排序算法(冒泡排序、插入排序、快速排序等)和查找算法(顺序查找、二分查找等)的原理和实现方式2.5 数据结构的算法分析和性能评估- 讲解算法的时间复杂度和空间复杂度的概念和计算方法- 引导学生分析不同算法的性能优劣和选择合适的算法3. 实例演示与练习(40分钟)3.1 针对每个知识点给出相应的实例演示,帮助学生理解和掌握相关概念和算法3.2 提供一些练习题,让学生进行实践操作,加深对数据结构的理解和运用能力4. 讨论与总结(20分钟)4.1 学生分组进行小组讨论,分享对数据结构的理解和应用4.2 教师对学生的讨论进行点评和总结,强调数据结构的重要性和进一步学习的方向四、教学评价1. 课堂参与度:观察学生的积极性、主动性和合作性,评价学生在课堂上的表现和参与度。
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数据结构教案第七章图第7章图【学习目标】1.领会图的类型定义。
2.熟悉图的各种存储结构及其构造算法,了解各种存储结构的特点及其选用原则。
3.熟练掌握图的两种遍历算法。
4.理解各种图的应用问题的算法。
【重点和难点】图的应用极为广泛,而且图的各种应用问题的算法都比较经典,因此本章重点在于理解各种图的算法及其应用场合。
【知识点】图的类型定义、图的存储表示、图的深度优先搜索遍历和图的广度优先搜索遍历、无向网的最小生成树、最短路径、拓扑排序、关键路径【学习指南】离散数学中的图论是专门研究图性质的一个数学分支,但图论注重研究图的纯数学性质,而数据结构中对图的讨论则侧重于在计算机中如何表示图以及如何实现图的操作和应用等。
图是较线性表和树更为复杂的数据结构,因此和线性表、树不同,虽然在遍历图的同时可以对顶点或弧进行各种操作,但更多图的应用问题如求最小生成树和最短路径等在图论的研究中都早已有了特定算法,在本章中主要是介绍它们在计算机中的具体实现。
这些算法乍一看都比较难,应多对照具体图例的存储结构进行学习。
而图遍历的两种搜索路径和树遍历的两种搜索路径极为相似,应将两者的算法对照学习以便提高学习的效益。
【课前思考】1. 你有没有发现现在的十字路口的交通灯已从过去的一对改为三对,即每个方向的直行、左拐和右拐能否通行都有相应的交通灯指明。
你能否对某个丁字路口的6条通路画出和第一章绪论中介绍的"五叉路口交通管理示意图"相类似的图?2. 如果每次让三条路同时通行,那么从图看出哪些路可以同时通行?同时可通行的路为:(AB,BC,CA),(AB,BC,BA),(AB,AC,CA),(CB,CA,BC)目录第7章图 (1)7.1图的定义和基本术语 (1)7.2图的存储和创建 (2)7.2.1 图的存储表示 (2)7.2.2 图的创建 (4)7.3图的遍历 (5)7.3.1 深度优先搜索 (5)7.3.2 广度优先搜索 (6)7.4遍历算法的应用 (7)7.4.1 应用问题概述 (7)7.4.2 求一条包含图中所有顶点的简单路径 (8)7.4.3 求距v0的各顶点中最短路径长度最长的一个顶点 (9)7.5图的连通性问题 (10)7.5.1 无向图的连通分量和生成树 (10)7.5.2 最小生成树 (12)7.6有向无环图及其应用 (12)第7章图7.1 图的定义和基本术语1、图的特征任意两个数据元素之间都可能相关。
结点之间的关系是多对多的。
G = (V,{E})2、基本术语结点:顶点结点间的关系:无向图:边( v, w ),v与w互为邻接点,边( v, w )依附于顶点v, w,边( v, w )和顶点v, w相关联v的度:和v相关联的边的数目。
有向图:弧< v, w >,v弧尾,w弧头,顶点v邻接到顶点w,顶点w邻接自顶点v,弧< v, w >和顶点v,w相关联。
v的入度:以v为弧头的弧的数目;v的出度:以v为弧尾的弧的数目;v的度:v的入度与出度之和。
路径、回路(环)、简单路径、简单回路(简单环)连通性:若从顶点v到顶点v’有路径,则称v和v’是连通的图的规模:顶点数n、边(弧)数e、顶点的度(有向图:入度/出度)子图:G’= (V’,{E’}), G = (V,{E}),若V’⊆V且E’ ⊆E,则称G’是G的子图。
图的分类:1)关系的方向性(无向/有向)、关系上是否有附加的数——权(图/网)有向图、无向图、有向网、无向网2)边(弧)数:完全图(边数= n ( n-1 ) / 2的无向图)、有向完全图(弧数= n ( n-1)的有向图) 稀疏图(e<n log n)、稠密图(e>n log n)3)连通性:无向图:连通图(任意两顶点都是连通的)、连通分量(极大连通子图)、生成树(极小连通子图)、生成森林有向图:强/弱连通图、强连通分量、生成树(极小连通子图)、生成森林3、抽象数据类型定义ADT Graph{数据对象V:V是具有相同特性的数据元素的集合,称为顶点集。
数据关系R:R = {VR}VR = {< v, w >|v, w∈V且P(v, w),<v,w>表示从v到w的弧,谓词P(v,w)定义了弧<v,w>的意义或信息}基本操作:CreateGraph(&G, V, VR)初始条件:V是图的顶点集,VR是图中弧的集合操作结果:按V和VR的定义构造图GDestroyGraph(&G)初始条件:图G存在操作结果:销毁图GLocateVex( G, u )初始条件:图G已存在,u和G中顶点有相同特征操作结果:若G中存在顶点u,则返回该顶点在图中位置,否则返回其它信息GetVex(G, v )初始条件:图G存在,v是G中某个顶点操作结果:返回v的值PutVex(&G, v, value)初始条件:图G存在,v是G中某个顶点操作结果:对v赋值valueFirstAdjVex(G, v)初始条件:图G存在,v是G中某个顶点操作结果:返回v的第一个邻接顶点。
若顶点在G中没有邻接顶点,则返回“空”NextAdjVex(G, v, w)初始条件:图G存在,v是G中某个顶点,w是v的邻接顶点操作结果:返回v的(相对于w的)下一个邻接顶点。
若w是v的最后一个邻接点,则返回“空”InsertVex(&G, v)初始条件:图G存在,v和G中顶点有相同特征操作结果:在图中增添新顶点vDeleteVex(&G, v)初始条件:图G存在,v是G中某个顶点操作结果:删除G中顶点v及其相关的弧InsertArc(&G, v, w)初始条件:图G存在,v和w是G中两个顶点操作结果:在图G中增添弧<v,w>,若G是无向的,则还应增添对称弧<w,v>DeleteArc(&G, v, w)初始条件:图G存在,v和w是G中两个顶点操作结果:删除G中的弧<v,w>,若G是无向的,则还应删除对称弧DFSTraverse(G, v, visit( ))初始条件:图G存在,v是G中某个顶点,visit是对顶点的应用函数操作结果:从顶点v起深度优先遍历图G,并对每个顶点调用函数visit( )一次且至多一次。
一旦visit( )失败,则操作失败BFSTraverse(G, v, visit( ))初始条件:图G存在,v是G中某个顶点,visit是对顶点的应用函数操作结果:从顶点v起广度优先遍历图G,并对每个顶点调用函数visit( )一次且至多一次。
一旦visit( )失败,则操作失败}ADT Graph7.2 图的存储和创建7.2.1 图的存储表示1、图的存储表示分析∵顶点之间的关系是多对多的(m : n),由于m和n都是不定的,无法给出一个这种多对多的关系向线性关系的映射公式∴图中的关系不能通过顺序映像(即通过顶点之间的存储位置反映顶点之间的逻辑关系)反映;必须另外引入存储空间反映顶点之间的邻接关系。
图的存储结构:1)顶点信息;2)边(弧)信息;3)整体信息:顶点数、边(弧)数、图的种类(有向图、无向图、有向网、无向网)顶点集的存储:∵图的应用中,顶点集动态变化的几率十分小∴顶点集可以采用顺序表存储,按预先估计的最大顶点数分配空间(顺序表和链表:若数据元素集是静态的,采用顺序表要好(随机存取);若数据元素集是动态的,则采用链表要好(动态分配与释放))#define MAX_VERTEX_NUM 20 /* 最大顶点数*/注意:顺序表与顺序映像之间的区别关系集的存储:在顶点确定的情况下,边或弧的数目也是不定的;且在实际应用中,可能会改变图中顶点之间的关系。
邻接矩阵表示法:矩阵中的第i行第j列的元素反映图中第i个顶点到第j个顶点是否存在弧;若存在,其附加的信息是什么。
邻接表表示法:将每一顶点的邻接点位置串成一个链,称为邻接表。
对于有向图/网来说,该邻接表反映的是顶点的出边表。
typedef enum{DG, DN, AG, AN} GraphKind; /*{有向图,有向网,无向图,无向网}*/2、邻接矩阵表示法(数组表示法)无向图/网:对称矩阵有向图/网:非必是对称矩阵图:邻接关系用1/0表示网:邻接关系需要进一步反映权值,用INFINITY表示无穷大,反映顶点之间无邻接关系#define INT_MAX 32767 /* 最大整数*/#define INFINITY INT_MAX1)邻接矩阵typedef struct ArcCell{int adj; // 顶点间关系,无权图:0-不相邻,1-相邻// 有权图,权值,INFINITY-不相邻InfoType *info; // 该弧相关信息的指针}ArcCell, AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];2)图的整体结构typedef struct {V ertexType vexs[MAX_VERTEX_NUM]; /* 有效的顶点下标从0开始*/A djMatrix arcs; /* 关系集*/i nt vexnum, arcnum; /* 顶点数、边/弧数*/G raphKind kind; /* 图的种类*/}MGraph;3、邻接表表示法无向图/网:边表,表结点的个数为边数的两倍有向图/网:出边表,表结点的个数为弧数1)邻接表的表结点typedef struct ArcNode{i nt adjvex; /* 弧所指向的顶点的位置*/s truct ArcNode *nextarc; /* 指向下一条弧的指针*/InfoType *info;}ArcNode;2)邻接表的头结点typedef struct VNode{V ertexType data; /* 顶点信息 */A rcNode *firstarc; /*邻接表指针*/}VNode, AdjList[MAX_VERTEX_NUM];3)图的整体结构typedef struct {A djList vertices;i nt vexnum, arcnum;G raphKind kind;}ALGraph;4、邻接矩阵与邻接表的对比假设图为G,顶点数为n,边/弧数为e。
A邻接矩阵B邻接表存储空间O(n+n2) O(n+e)图的创建算法T1(n)=O(e+n2)或T2(n)=O(e*n+n2) T1(n)=O(n+e)或T2(n)=O(e*n)T1(n)是指在输入边/弧时,输入的顶点信息为顶点的编号;而T2(n)则指在输入边/弧时,输入的为顶点本身的信息,此时需要查找顶点在图中的位置无向图中求第i顶点的度adjjiarcsGnj.]][[.1∑-=(第i行之和)或adjijarcsGnj.]][[.1∑-=(第i列之和)G.vertices[i].firstarc所指向的邻接表包含的结点个数无向网中求第i顶点的度第i行/列中adj值不为INFINITY的元素个数有向图中求第i顶点的入/出度入度:∑-=1].][[.njadjijarcsG(第i列)出度:∑-=1].][[.njadjjiarcsG(第i行)入度:扫描各顶点的邻接表,统计表结点的adjvex为i的表结点个数T(n)=O(n+e)出度:G.vertices[i].firstarc所指向的邻接表包含的结点个数有向网中求第i顶点的入/出度入度:第i列中adj值不为INFINITY 的元素个数出度:第i行中adj值不为INFINITY 的元素个数统计边/弧数无向图:∑∑-=-=11].][[.21ninjadjjiarcsG)无向网:G.arcs中adj值不为INFINITY的元素个数的一半有向图:∑∑-=-=11].][[.ninjadjjiarcsG有向网:G.arcs中adj值不为INFINITY的元素个数无向图/网:图中表结点数目的一半有向图/网:图中表结点的数目结论:邻接矩阵适于稠密图的存储,邻接表适于稀疏图的存储;邻接表求有向图的顶点的入度不方便,要遍历各个顶点的邻接表。