《数据结构》算法动态演示系统的设计与实现
数据结构及算法的设计与实现
数据结构及算法的设计与实现在当今数字化的时代，数据结构和算法就像是构建高楼大厦的基石和蓝图，它们是计算机科学领域中至关重要的组成部分。
无论是开发一个简单的手机应用，还是构建复杂的企业级系统，都离不开对数据结构和算法的精心设计与实现。
首先，让我们来理解一下什么是数据结构。
简单来说，数据结构就是数据的组织方式。
想象一下你的衣柜，如果你的衣服随意堆叠在一起，每次找一件特定的衣服都会非常困难。
但如果你将衣服分类整理，比如按照季节、颜色或者款式摆放，那么寻找和管理衣服就会变得容易许多。
在计算机中也是同样的道理，我们需要根据不同的需求选择合适的数据结构来存储和管理数据。
常见的数据结构有数组、链表、栈、队列、树和图等。
数组是一种连续存储的结构，它的优点是可以通过索引快速访问元素，但插入和删除操作可能会比较复杂，因为需要移动大量的元素。
链表则相反，它的插入和删除操作相对简单，但访问元素需要遍历链表。
栈遵循“后进先出”的原则，就像一叠盘子，最后放上去的盘子最先被拿走。
队列则是“先进先出”，类似于排队买票，先到的人先买到票。
树是一种层次结构，比如二叉树、二叉搜索树等。
二叉搜索树的特点是左子树的所有节点值小于根节点，右子树的所有节点值大于根节点，这使得查找、插入和删除操作的平均时间复杂度为 O(logn)，效率很高。
图则用于表示多对多的关系，比如社交网络中人与人的关系。
接下来谈谈算法。
算法是解决特定问题的一系列步骤。
就像烹饪食谱一样，它告诉你如何一步一步地达到目标。
好的算法应该具有正确性、可读性、健壮性和高效性。
常见的算法有排序算法、搜索算法、动态规划等。
排序算法用于将一组数据按照特定的顺序排列，比如冒泡排序、插入排序、快速排序等。
冒泡排序的基本思想是通过不断比较相邻的元素并交换它们的位置，将最大的元素“浮”到数组的末尾。
快速排序则采用了分治的思想，选择一个基准元素，将数组分成小于基准和大于基准的两部分，然后对这两部分分别进行排序。
《数据结构》(C语言版)算法源码及运行演示系统使用说明
《数据结构》（C语言版）算法源码及运行演示系统使用说明一、启动演示系统双击演示系统应用程序文件“DS_VC_ALGO.EXE”启动演示系统，出现图1所示界面。
图1 《数据结构》（C语言版）算法源码及运行演示系统主界面二、演示系统使用步骤除了个别算法之外，演示系统给出了《数据结构》（C语言版）书中算法对应的程序代码（CPP文件）和测试运行程序（VC++6.0的EXE文件）。
通过本系统，可以显示算法的源代码以及运行结果。
具体操作步骤如下：1．选择相应章单击演示系统界面右侧章选择按钮。
例如，要选择第6章，则单击“第6章”选择按钮。
当相应章被选择后，窗口的右侧部分将列出本章的算法选择按钮。
例如，选择第6章后，窗口的右侧部分将显示第6章中的算法6.1-6.13和6.15的选择按钮。
由于书中的算法6.14和6.16只是示意性算法，故未给出源码，其按钮上的文字为灰色，处于“无效”状态。
2．选择相应章中的算法单击窗口右侧部分所列举的本章某个算法选择按钮，被选择的算法的源码将在窗口左侧空白区域中显示。
对于较长的源码，单击显示区域后，可用键盘的光标键和翻页键浏览源码。
例如，选择了第6章中的算法6.5后界面如图2所示：图2 选择算法6.53．运行测试程序单击窗口上部的“运行”按钮，将弹出运行窗口，运行所选算法的测试程序。
若运行按钮为灰色，表示该算法无单独测试程序。
例如，算法6.5的测试运行窗口如图3所示：图3 测试运行窗口测试运行说明：测试运行窗口显示程序的执行过程及结果。
若在显示过程中出现运行窗口无法正常演示的情况，只需调节运行窗口大小即可正常显示（调节最小化按钮或窗口最大化/还原按钮“”）。
三、退出演示系统使用完毕后，单击窗口右上角关闭按钮“”退出演示系统。
四、测试程序示例在《数据结构》的课程教学中，各抽象数据类型的设计与实现是重要的学习和实践环节。
为此，本系统只给出了各算法源码的测试程序的可执行文件。
在此，给出算法6.5的测试程序示例，以供参考。
教你如何用PPT创建数据结构与算法演示动画(2024)
PPT作为常用的演示工具，具有 创建动态、交互式演示的强大功 能，适用于教学和演示复杂概念 。
4
数据结构与算法的重要性
2024/1/27
基础支撑
01
数据结构与算法是计算机科学的核心基础，对于理解计算机程
序的本质和优化性能至关重要。人工智能等领域，数据结
复制已设置动画的形状，粘贴多次并修改内 容，形成线性表。
2024/1/27
复制粘贴
选中形状，添加自定义动画效果，如“进入 ”动画中的“飞入”效果，设置合适的方向 和速度。
调整动画顺序
在动画窗格中调整各元素的动画顺序，实现 线性表的动态演示。
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栈和队列动画演示
插入形状
使用形状工具插入代表栈或队列元素的 形状。
2024/1/27
使用“开发工具”选项卡中的“控件”功能
在PPT中插入一个文本框，然后通过“开发工具”中的“控件”功能将代码文件与文本框 关联起来，实现在PPT中展示和编辑代码。
插入对象
在PPT中插入一个对象，比如Word或Excel文件，然后将代码复制粘贴到该对象中，通过 调整对象的大小和位置来展示代码。
构与算法都发挥着重要作用。
培养逻辑思维
03
学习和掌握数据结构与算法有助于培养学生的逻辑思维和问题
解决能力。
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02
PPT动画基础
2024/1/27
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动画效果介绍
强调动画
对已有元素进行视觉上的强调， 如放大、变色等。
路径动画
元素沿着自定义的路径移动，可 以创建复杂的动画效果。
01
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进入动画
元素从无到有地出现在幻灯片中 ，如淡入、飞入等。
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数据结构算法演示系统的设计
数据结构算法演示系统的设计作者：王玢玥李冬梅李华颖姚佳璐王仁生来源：《教育教学论坛》2016年第28期摘要：“数据结构”是计算机专业的核心课程，涉及大量深奥、抽象的概念和算法，传统的教学方式难以引起学生的学习兴趣，容易造成学习效率低下。
针对这种教学背景，我们利用Flash开发了可视化的算法演示系统。
该系统在播放代码的同时，播放动画演示以及代码解释，实现了算法原理、实例演示、数据变化的同步动态展示。
利用该系统进行教学，改进了原有的板书、演示文稿的教学模式，降低了教师的讲解难度以及学生对课程的理解难度，提高了教学效率。
关键词：数据结构；Flash；算法演示中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）28-0167-02一、引言“数据结构”是计算机学科的算法理论基础，是软件设计的技术基础，但是课程内容晦涩难懂，其中算法又具有很强的抽象性和动态性。
虽然如今教学方式已经不仅仅局限于板书，而是越来越多的借助电子信息进行辅助教学，但是仅仅使用PowerPoint，代码配上图片形式的讲解并不足以连贯地展示算法的实现过程。
目前，有多种工具可以实现算法的动态演示功能，较为常见的例如VB、C++、JAVA等高级编程语言，而这些高级语言虽然表现效果可观，但是在实现上难度较大。
Flash是一款目前比较流行的，广泛应用于动画、视频、网页等多个领域的动画制作软件。
同时，Flash具有良好的操作性和交互性，如今已被广泛应用于教育领域，成为课堂课后教育的重要辅助工具，对教学中遇到的重难点起到重要的辅助作用。
本文使用了Flash CS6进行制作，借助可视化平台，根据用户的需求动态地展示算法演示全过程，使用户可以直观地学习数据结构涉及的算法及模型，加深理解，有效弥补传统教学方式的不足之处，取得更为理想的教学成果。
二、系统设计（一）界面设计算法演示系统主要由两大界面构成，分别是主界面以及算法演示界面。
计算机算法教学动态演示系统设计与实现
大， 要求 学 生 具 有 较 高 的求 知 欲 ， 学会善于思考 ； ② 大 部 分
教 师 只 是 针 对 一 些 经 典 的算 法 进 行 讲 解 ， 对 使 用 多 媒 体 技
学内容 ， 还 是大学程序设计 中的知 识点 ， 动 态 系 统 可 以把
这 些算 法 的执 行 过程 演 示 出来 ， 因而 学 生 可 以真 正 了 解 算 法、 更好地应用算 法。 系统 主 界 面设 计 ４个 功 能 ， 其 中 ３个 功 能 设 置 为 菜 单
每 一种 算 法 中都存 在 着 对 应 的理 论 知识 讲 解 和 实 际应 用 例 子 。系统 有 不 同的按 钮 ， 可 以切 换 点 击 按 钮 来 展 示 不 同功
精通数据结 构 和 一 门高 级语 言 ， 比如 ： Ｊ ａ ｖ ａ 语言、 论 知识进 行动态 演示 ， 使 其
置； ③ 菜 单 是 用 来 调用 实 现各 种 算 法 。每 种 计 算 机 算 法 都 会 用 一 个 菜单 来 实 现 ， 菜单下 面对应 群组 ， 每 种 算 法 的 原
理、 动 态 演 示 与 应 用 都 在 同一 个 群 组 中 ， 对 群 组 进 行 调 试 来 实现 算 法 的设 计 ］ 。 计 算 机 算 法 动 态 系 统 结 构 如 图 １所 示 。
起来 ， 编成 程 序 进 行 操作 。
３ 系统 设 计
计算机算法动态演示系统 中， 对排序 、 查找 、 递 归 等 一 些算法原型 、 思想 、 应用进行动态交互演示 ， 演 示 系统 把 学 生思维引入其 中， 能深人 理解算法 是 怎样执行 的 ， 了解 算 法 及 应 用 。排 序 算 法 分 为 冒泡 、 插入 、 合并 ， 快 速 查 找 被 分 为顺序和二分法 ， 这 些算 法不 仅 是 计 算 机 算 法 学 科 中 的 教
动画演示数据结构与算法
动画演示数据结构与算法## English Response.### Introduction.Data structures and algorithms are fundamental concepts in computer science. They provide the building blocks for organizing and manipulating data efficiently. Visualizing these concepts through animations can greatly enhance understanding and retention. This article presents a comprehensive guide to animated demonstrations of data structures and algorithms.### Types of Data Structures.Arrays: A linear collection of elements that can be accessed randomly.Linked Lists: A linear collection of elements that are connected by pointers.Stacks: A last-in, first-out (LIFO) data structure that follows the principle of a stack of plates.Queues: A first-in, first-out (FIFO) data structurethat follows the principle of a queue of people waiting in line.Trees: A hierarchical data structure that organizes elements in a parent-child relationship.Hash Tables: A data structure that maps keys to values, enabling efficient retrieval based on key lookup.Graphs: A data structure that represents a network of nodes connected by edges, often used for representing relationships.### Types of Algorithms.Sorting Algorithms: Algorithms that arrange elements in a specific order, such as ascending or descending.Searching Algorithms: Algorithms that find an element within a data structure.Tree Traversal Algorithms: Algorithms that visit nodes in a tree in a specific order.Graph Traversal Algorithms: Algorithms that visit nodes in a graph in a specific order.Hashing Algorithms: Algorithms that map keys to values in a hash table.Dynamic Programming Algorithms: Algorithms that solve complex problems by breaking them down into smaller subproblems and storing the solutions.Greedy Algorithms: Algorithms that make locally optimal choices at each step, aiming for a globally optimal solution.### Animation Tools and Resources.Visualgo: An online platform that provides interactive visualizations of data structures and algorithms.Khan Academy: A non-profit educational organizationthat offers animated videos explaining data structures and algorithms.Coursera: An online learning platform that offers courses on data structures and algorithms, many of which include animated demonstrations.edX: Another online learning platform that offers courses on data structures and algorithms with animated content.YouTube: A vast repository of videos, including many animated demonstrations of data structures and algorithms.### Benefits of Animation.Enhanced Understanding: Visualizing data structures andalgorithms in motion allows students to grasp their behavior more intuitively.Increased Retention: Animated demonstrations can create a lasting impression, making it easier for students to remember and apply the concepts.Improved Problem-Solving Skills: By witnessing thestep-by-step execution of algorithms, students can develop stronger problem-solving abilities.Engaging Learning Experience: Animations add an element of interactivity and engagement, making the learning process more enjoyable.Foundation for Real-World Applications: Understanding data structures and algorithms is essential for building efficient and effective software applications.### Conclusion.Animated demonstrations of data structures andalgorithms are a powerful tool for enhancing understanding, retention, and problem-solving skills. By utilizing the resources available online, educators and students can leverage these visualizations to make learning more effective and engaging.## 中文回答：### 介绍。
数据结构课程设计报告排序算法演示系统
.1. 设计目的随着计算机技术的发展，各种排序算法不断的被提出。
排序算法在计算机科学中有非常重要的意义，且应用很广泛。
在以后的发展中排序对我们的学习和生活的影响会逐渐增大，很有必要学习排序知识。
此次课程设计一方面使自己掌握排序的知识，另一方面锻炼一下团队合作开发系统的能力。
2.1 设计内容和要求设计内容：（1）实现各种内部排序。
包括直接插入排序，希尔排序，冒泡排序，快速排序，直接选择排序，归并排序，堆排序。
（2）待排序的元素的关键字为整数或（字符）。
可用随机数据和用户输入数据作测试比较。
比较的指标为有关键字参加的比较次数和关键字的移动次数(关键字交换以3次计)。
（3）演示程序以人机对话的形式进行。
每次测试完毕显示各种比较指标值的列表，以便比较各种排序的优劣。
3. 本设计所采用的数据结构typedef struct{int key;}RecType;4. 功能模块详细设计4.1 详细设计思想主函数：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include <math.h>#define L 8 //排序元素个数#define FALSE 0#define TRUE 1typedef struct{int key;}RecType;RecType R[L];int num;int sum;int sun; //定义排序趟数的全局变量//主函数int main(){Seqlist S;int i,k;char ch1,ch2,q;printf("\n\t\t 排序算法演示系统\n\n\t\t请输入%d个待排序的数据：",L);for(i=1;i<=L;i++){scanf("%d",&S[i].key);getchar();printf("\t\t");}ch1='y';while(ch1=='y'){ printf("\n");printf("\n\t\t 菜单 \n");printf("\n\t\t***********************************************\n");printf("\n\t\t 1--------更新排序数据 2--------直接插入排序 \n"); printf("\n\t\t 3--------希尔排序 4--------冒泡排序 \n"); printf("\n\t\t 5--------快速排序 6--------直接选择排序 \n"); printf("\n\t\t 7--------堆排序 8--------归并排序 \n"); printf("\n\t\t *** 0--------退出 *** \n"); printf("\n\t\t***********************************************\n");printf("\n\t\t请选择:");scanf("%c",&ch2);getchar();for(i=1;i<=L;i++){R[i].key=S[i].key;}switch(ch2){case '1':printf("\n\t\t请输入%d个待排序数据\n\t\t",L);for(i=1;i<=L;i++){scanf("%d",&S[i].key);getchar();printf("\t\t");}printf("\n\t\t数据输入完毕！");break;case '2':Insertsort();break;case '3':Shellsort();break;case '4':Bubblesort();break;case '5':printf("\n\t\t原始数据为（按回车键开始排序）：\n\t\t");for(k=1;k<=L;k++){printf("%5d",R[k].key);}getchar();printf("\n");num=0;sun=0;sum=0;Quicksort(1,L);printf("\n\t\t排序最终结果是：\n\t\t");for(k=1;k<=L;k++){printf("%5d",R[k].key);}printf("\n\t\t比较次数是：%d\n\t\t",sum);printf("\n\t\t交换次数是：%d\n\t\t",sun);break;case '6':Selectsort();break;case '7':Heap();break;case '8':Mergesort();break;case '0':ch1='n';break;default:system("cls");//清屏printf("\n\t\t对不起，您输入有误，请重新输入！\n");break;}if(ch2!='0'){if(ch2=='2'||ch2=='3'||ch2=='4'||ch2=='5'||ch2=='6'||ch2=='7'||ch2=='8') {printf("\n\n\t\t排序完毕！");printf("\n\t\t按回车键继续！");q=getchar();if(q!='\n'){getchar();ch1='n';}}}}return 1;}//系统主界面4.1.1 冒泡排序核心思想依次比较相邻的两个数，将小数放在前面，大数放在后面，第一轮比较后，最大的数便被放到了最后；第二轮操作前n-1个数据（假设有n个数据），依然是依次比较相邻的两个数，将小数放在前面，大数放在后面，倒数第二个数便是第二大的数；同理第i轮操作前n-i+1的数据（假设i取值是从1开始的），则n-i+i位置上的数据为第i大的数据。
C++数据结构算法演示系统毕业设计
1
数据结构是在整个计算机科学与技术领域上广泛被使用的术语。它用来反映一个数据的内部构成，即一个数据由那些成分数据构成，以什么方式构成，呈什么结构。数据结构有逻辑上的数据结构和物理上的数据结构之分。逻辑上的数据结构反映成分数据之间的逻辑关系，而物理上的数据结构反映成分数据在计算机内部的存储安排。数据结构是数据存在的形式。数据结构是信息的一种组织方式，其目的是为了提高算法的效率，它通常与一组算法的集合相对应，通过这组算法集合可以对数据结构中的数据进行某种操作。数据结构课程的主要目的是介绍一些常用的数据结构，阐明数据结构内在的逻辑关系，讨论它们在计算机中的存储表示，并结合各种数据结构，讨论对它们实行的各种运算的实现算法。很多算法实际上是对某种数据结构施行的一种变换，研究算法也就是研究在实施变换过程中数据结构的动态性质。
基于这些目的我们开发了这个数据结构算法演示系统数据结构是我们所做的系统的主要理论基础我们完成了线性表堆栈队列树图几个主要结构在学习数据结构这门课程的时候我们了解了这些结构的算法当时也做过一些相关的程序在此基础之上我运用cbuilder开发工具把这些算法演示出来
摘要
数据结构算法演示系统
数据结构在计算机科学中是一门综合性的专业基础课，它不仅设计到计算机硬件(特别是编码理论、存储装置和存取方法等)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。在研究信息检索时也必须考虑如何组织数据，以便查找和存取数据元素更方便。因此，它是介于数学、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、数据库系统及其他系统程序和大型应用程序的重要基础。
《数据结构》辅助教学软件设计与实现
息安 全 研 究 。
・
５ ・ ３
组件 由系统 时钟控 制 ，按 指定 的时 间间隔执行操 作 （ 即该 组件 的 Ｔｍ ｒ ｉｅ事件 ） 。
２ 软件 设计与 实现
２ １ 软 件逻辑 结构 模块 图 ． 经 过需求 分析 【一］ 确定 了本 软件 的逻 辑结构模块 图如 图 １ 示 。数 据说 明部分是对 演示算 法 的输人 数 据 所 的说 明 ；开始 演示 部分 主要是完 成初始 化操作 ；演示部分 是基本操 作 的执 行及相 应 的图形 、图表演示 ；执行 演示 部 分直接 演示算 法 的执行 ；单步演示 部分演示 算法 的单 步执行 。
图 ２ 软 件 功 能模 块 结构 图
２３ 模 块设 计及 实现 ．
软件采用菜单驱动方式 ，每种数据结构及其相关算法的演示对应一个独立的界面，软件运行阶段每个界 面可划分为三个区域 ： 屏幕上端 的按钮区 ， 包括数据说明、开始演示 、执行、单步执行、重新演示和返回 ６ 个按钮 ；左边为算法执行演示区，用于图形显示算法执行效果 ；右边为代码显示区，用于显示当前执行到算 法的哪一个部分。考虑到计算机显示屏大小的限制 ，当算法执行过程中输入数据较多时，会影响动态演示 的
数据结构课件中内部排序算法的动态演示实现
数据结构课件中内部排序算法的动态演示实现作者：田彩丽来源：《管理观察》2010年第25期摘要:本设计应用于《数据结构》课程教学中动态演示内部排序的三种方式(直接插入排序、选择排序和起泡排序),同步显示各种排序算法在执行时内部变量的变化、待排序数据记录的变化情况和排序后的最终结果。
通过生动直观的动态演示帮助学生理解抽象的理论问题,增强了教学效果。
关键词:Delphi 数据结构排序动态演示算法1.引言《数据结构[1]》是计算机科学与技术专业的一门重要专业基础课,该课程知识的掌握情况直接决定着计算机专业后续课程的学习。
然而在实际的教学过程中,对该课程一些抽象算法的理解却成为很多学生学习的拦路虎。
随着计算机和多媒体技术在课堂教学中的广泛应用,演示课件成为丰富课堂内容、提升教学效果重要手段。
通过精良的演示课将抽象的算法具体形象地表现出来,帮助学生更直观理解和掌握算法的精髓,增强教学效果。
本演示课件使用Delphi 7.0作为开发工具,利用其可视化的环境和面向对象程序语言建立所需的图形界面,通过对部件添加事件处理后得到所需的可行系统。
2.总体设计2.1 系统功能实现数据结构中内部排序三种算法(直接插入排序、选择排序、起泡排序)的动态演示。
具体实现以下功能:●显示执行到哪条算法。
●显示执行算法时内部变量的变化情况。
●显示待排序数据记录成为有序数据记录的过程。
●对输入数据进行任选算法排序。
2.2 实现算法本系统用到的不同内部排序算法如下:2.2.1 直接插入排序将要插入的数据记录取出来,与它前面的其数据记录依次比较,找到合适的位置并插入。
2.2.2 选择插入排序每次仅考虑一个数据元素的位置,每步从待排序的记录中挑出一个最大(小)的将其放在应有的位置,直到全部完成。
2.2.3 冒泡排序一趟冒泡排序时将第一个记录的关键字与第二个记录的关键字进行比较,若为逆序则交换之,再比较第二个和第三个记录的关键字。
依次类推,直至第n-1个和第n个记录的关键字进行比较为止。
数据结构算法实现及解析课程设计
数据结构算法实现及解析课程设计一、课程设计背景随着信息技术的不断发展，计算机科学技术在各个领域中扮演着越来越重要的角色。
数据结构和算法是计算机科学的基础和核心。
在当前的大数据时代，高效的数据结构和算法设计显得尤为重要，能够有效提高计算机应用的执行效率。
为了加强学生对数据结构和算法的掌握，促进其学科素养和综合能力的提升，本课程设计旨在帮助学生逐步掌握数据结构和算法的基本概念、基本操作和常用实现方法，并训练学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。
二、课程设计目标•掌握数据结构和算法的基本概念、基本操作和常用实现方法；•熟悉数据结构和算法在实际问题中的应用；•能够运用所学知识和技能解决实际问题。
三、教学内容1.数据结构基础–数组、链表、栈、队列、树、图等基本数据结构–数据结构的存储结构及常用实现方法2.基本算法设计和分析方法–递归、分治、贪心、动态规划等基本算法思想–常用算法的具体实现方法以及时间复杂度分析3.高级数据结构及算法设计–堆、并查集、哈希表、字典树等高级数据结构–基于高级数据结构的算法设计四、教学方法本课程设计采用案例教学法和综合实践教学法相结合的教学方法。
在课堂上，老师将通过案例演示的方式，深入浅出地解释数据结构和算法的基本概念和基本操作，并通过练习和作业等方式让学生在实践中巩固所学知识。
同时，学生也需要完成一些小组或个人的课程设计项目，并在课堂上进行展示和讲解，以帮助他们更好地理解和掌握所学知识。
五、课程设计评价课程设计的评价主要包括学生的课程成绩、小组或个人课程设计项目的评分以及课堂表现等。
其中，学生的课程成绩将主要通过期末考试来体现；小组或个人课程设计项目的评分将由老师和同学共同评定；课堂表现将从课堂参与度、作业完成情况等多个方面进行评价。
六、结语通过本课程设计的学习，相信能够让学生更好地掌握数据结构和算法的基本概念、基本操作和常用实现方法，并锻炼他们的综合能力和实际问题解决能力。
基于.net框架的数据结构算法演示动画的设计与实现
ｔａ ｈｎ ．ｎ ｏｄ ｒｔ ｅｐ ｓｕ ｅ ｔ ｅ ｒｉ ｌｏ ｔｍ ｕ ｃ ｌ，ｉ ｉ ｅ ｅ ｓｒ ｏｄ ｓｇ ｔ ｔｕ ｔｒ ｅ ｃ ｉｇ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｈ ｌ ｔｄ ｎｓｌａｎｎｇ ａｇ ｒ ｈ ｑ ｉｋｙ ｔ ｓｎ ｃ ｓａｙ ｔ ｅ ｉｎ ａ Ｄａａ Ｓｒ ｃｕ ｅ ＣＡ１ｗｉ ｎｍａｉｎ ｉ ｔ ａ ｉ ｔｏ ．Ｗｉｈ ＯＯＰ ｈ ｔ ｈ ｔ ，ｔｅ Ｄａａ Ｓｒ ｃｕｅ ＣＡＩｓ ｓｅ ｂ ｓｄ ｏ ｎ ｔｆａ ｗｏ ｋ ａ ｒｖｄ ‘ｈ ｅ ｎ ｏ ｅ ｌｔ ｒ ｔｕ ｔ ｒ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｆ．ｅ ｒｍｅ ｒ ｓｃ ｎ ｐ ｏ ｉｅ ａ ‘ ｒｅｉ ｎ ”ｐ ａｆ ｍ，ｏ ｉｈ ａｇ ｒ ｈ ａ ｉ ｔ ｎ ｏ ｒｅ ｃｄ ｎ ａ ａ ｌ ａｕ ｔ ｏ ｎｗｈ ｃ ｌｏｉ ｍ ｎｍａｉ ，ｓｕ ｃ ｏ ｅ ａ ｄ ｖ ｒ ｂｅ ｖ ｌｅ ｔ ｏ ｉ ｃ ｎ ｂ ｘ ｃ ｔｄａ ｄ ｓｏ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｌ． ａ ｅｅ ｅ ｕｅ ｎ ｈ ｗｎ ｓｎ ｈｏ ｏ ｓｙ
， ／ 用背景色填充矩形 区域 ｇ ｉＲｅｔｎ （ｅ ｏｄ ｒｓ（ｇｏｏ）ｒｃ ； ． ｌ ｃａ ｅｎｗ Ｓｌ Ｂｕｈｂ ｅｌ ，ｅｔ Ｆｌ ｉ ｒ ） ５ 出 文 本 ／ 画板 ｇ的指 定位置输 出文本 ／ 在
数据结构算法库系统的设计与实现
１数据结构算法 的设计原则
数据结构算法的设计 ，一定要考虑 以下几种设 与 实际输 出曲线不相 符，在这种情况下，可经 计原则，确保数据结构算法设计工作的有序进 过翻 阅资料进行对 比分析，查出这 些问题主要 行。 受算法稳 定性 的影 响。计算机 程序 运行出现不 键词 】数据 结构 算法原则 系统设计 算 １ 稳定 ，若想得到合理有 效的运 算结果，那么就 法库 …１数据 … … 结构算法保持 … 一 … …正确 ’ 要确保数据结构算法 的稳定性 。
． ，
数据 结构 算法作 为程 序设 计 中编 程 的核 １ ． ４算法设计要保证 高效低耗的性能 心，只有算法正确，才能保证程序的正确运行。
随着 社会 经济 的 发展 ，大 大促 进 了计算 在 进行编程时，一定要依据实际需求，选择科 机 技术的进步 ，数据库结构越来越受到人们 的 学、合理 的算法 ，算法 不可产 生不明确的计算 关注和重视 。计算机软件 的开发 、程序 的设计 结构 ，结果 必须具有唯一性 。 等 ，都与数据结构有着很大 的关联 。而数据结 １ ． ２数据结构算法具有可读性 构 比较复杂， 目前普遍存在的数据结构算法系 算法 设计 要符 合现 代社 会节 能环 保 的趋 势，将其运用于数据结构算法设计 中，在每 一 个程序设计中 ，不仅要减少能量消耗 ，还要 缩 减时间。而算法设计的高效低耗 的性 能，成 为 现在软件开发设计者所努力的方 向。算法性 能
就不 能分拣 出整套 扑克 。
４设计和调试
在 分析 时发 现的严 重 问题集 中在 下面 两
方面 。
（ １ ）未设计 提示性 语句和精美 界面，若 在 输入之前有语句能对用户的输入形式进行提
４ ． １分牌模 块
数据结构算法演示系统
数据结构算法演示系统学校：昆明理工大学津桥学院系部：计算机科学及电子信息工程系专业：计算机科学与技术年级：2005级学生姓名：***学号：************指导教师：代飞Data Structure Demonstration SystemUniversity：Oxbridge College，Kunming University of Science and TechnologyDepartment：Computer Science and Electronic Information Engineering Specialty:Computer Science and TechnologyClass:2005Students’s Name:Yanlin ZhengStudent’s Number:200511602150Faculty Adviser:Fei Dai目录目录 (I)摘要 (IV)ABSTRACT (V)前言 (VI)第1章绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2国内计算机辅助教学的现状 (2)1.3计算机辅助教学的发展趋势 (3)1.4系统建设的目的 (3)本章小结 (4)第2章需求分析 (5)2.1功能性需求分析 (5)2.1.1系统需求 (5)2.1.2识别参与者和用例 (6)2.1.3用例的事件流描述 (8)2.2非功能性需求分析 (17)2.2.1设计思想 (17)2.2.2可行性分析 (18)本章小结 (19)第3章系统详细设计 (20)3.1系统总体结构图 (20)3.2静态结构模型 (20)3.2.1定义系统对象类 (20)3.2.2定义用户界面类 (24)3.2.3建立类图 (30)3.3动态行为模型 (30)本章小结 (38)第4章系统实现 (39)4.1多线程简介 (39)4.1.1线程、多线程概念 (39)4.1.2实现多线程的方法 (39)4.2动态算法演示模板 (41)4.3算法演示的多线程设计 (42)4.3.1源代码同步演示的实现 (43)4.3.2动画的同步实现 (44)4.3.3算法中变量值的同步实现 (44)本章小结 (44)结论 (45)总结与体会 (46)谢辞 (47)参考文献 (48)附录一翻译原文（英文） (49)附录二翻译译文（中文） (54)数据结构算法演示系统摘要本系统以清华大学出版社出版的C语言版《数据结构》为蓝本，合理地选择数据结构中部分算法并在系统中进行有机地组合,形成优化的动态演示系统。
基于HTML5的数据结构算法演示系统的设计与实现
基于HTML5的数据结构算法演示系统的设计与实现
傅金枝;黄世梅
【期刊名称】《实验室科学》
【年(卷),期】2015(18)2
【摘要】算法的动态演示对学习数据结构算法起着重要的作用,传统的web算法演示系统依赖于FLASH插件,HTML5可以在网页上直接绘图,为算法的动态演示提供了一种新方法,研究了HTML5实现动画演示的方法,设计了数据结构算法动态演示系统的总体框架,并对其中的关键技术及其实现方法进行详细的阐述,最后给出了一个约瑟夫环算法的应用实例.该系统具有操作简单、交互方式灵活,动画演示直观形象等优点,在实践中取得了良好的教学效果.
【总页数】4页(P72-75)
【作者】傅金枝;黄世梅
【作者单位】华侨大学计算机科学与技术学院,福建厦门361021;华侨大学计算机科学与技术学院,福建厦门361021
【正文语种】中文
【中图分类】TP312
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数据结构算法演示(Windows版)
数据结构算法演示(Windows版)使用手册一、功能简介本课件是一个动态演示数据结构算法执行过程的辅助教学软件, 它可适应读者对算法的输入数据和过程执行的控制方式的不同需求, 在计算机的屏幕上显示算法执行过程中数据的逻辑结构或存储结构的变化状况或递归算法执行过程中栈的变化状况。
整个系统使用菜单驱动方式, 每个菜单包括若干菜单项。
每个菜单项对应一个动作或一个子菜单。
系统一直处于选择菜单项或执行动作状态, 直到选择了退出动作为止。
二、系统内容本系统内含84个算法，分属13部分内容，由主菜单显示，与《数据结构》教科书中自第2章至第11章中相对应。
各部分演示算法如下：1．顺序表（1）在顺序表中插入一个数据元素(ins_sqlist)（2）删除顺序表中一个数据元素(del_sqlist)（3）合并两个有序顺序表(merge_sqlist)2．链表（1）创建一个单链表(Crt_LinkList)（2）在单链表中插入一个结点(Ins_LinkList)（3）删除单链表中的一个结点(Del_LinkList)（4）两个有序链表求并(Union)（5）归并两个有序链表(MergeList_L)（6）两个有序链表求交(ListIntersection_L)（7）两个有序链表求差(SubList_L)3．栈和队列（1）计算阿克曼函数(AckMan)（2）栈的输出序列(Gen、Perform)（3）递归算法的演示●汉诺塔的算法(Hanoi)●解皇后问题的算法(Queen)●解迷宫的算法(Maze)●解背包问题的算法(Knap)（4）模拟银行(BankSimulation)（5）表达式求值(Exp_reduced)4．串的模式匹配（1）古典算法(Index_BF)（2）求Next 函数值(Get_next)和按Next 函数值进行匹配(Index_KMP(next))（3）求Next 修正值(Get_nextval)和按Next 修正值进行匹配(Index_KMP(nextval)) 5．稀疏矩阵（1）矩阵转置(Trans_Sparmat)（2）快速矩阵转置(Fast_Transpos)（3）矩阵乘法(Multiply_Sparmat)6．广义表（1）求广义表的深度(Ls_Depth)(2）复制广义表(Ls_Copy)（3）创建广义表的存储结构(Crt_Lists)7．二叉树（1）遍历二叉树●二叉树的线索化●先序遍历(Pre_order)●中序遍历(In_order)●后序遍历(Post_order)(2) 按先序建二叉树(CrtBT_PreOdr)(3) 线索二叉树●二叉树的线索化生成先序线索(前驱或后继) (Pre_thre)中序线索（前驱或后继) (In_thre)后序线索(前驱或后继) (Post_thre)●遍历中序线索二叉树(Inorder_thlinked)●中序线索树的插入(ins_lchild_inthr)和删除(del_lchild_inthr)结点（4）建赫夫曼树和求赫夫曼编码(HuffmanCoding)（5）森林转化成二叉树(Forest2BT)（6）二叉树转化成森林(BT2Forest)（7）按表达式建树(ExpTree)并求值(CalExpTreeByPostOrderTrav)8．图（1）图的遍历●深度优先搜索(Travel_DFS)●广度优先搜索(Travel_BFS)（2）求有向图的强连通分量(Strong_comp)（3）有向无环图的两个算法●拓扑排序(Toposort)●关键路径(Critical_path)（4）求最小生成树●普里姆算法(Prim)●克鲁斯卡尔算法(Kruscal)（5）求关节点和重连通分量(Get_artical)（6）求最短路径●弗洛伊德算法(shortpath_Floyd)●迪杰斯特拉算法(shortpath_DIJ)9．存储管理（1）边界标识法(Boundary_tag_method)（2）伙伴系统(Buddy_system)（3）紧缩无用单元(Storage_compaction)10．静态查找（1）顺序查找(Search_Seq)（2）折半查找(Serch_Bin)（3）插值查找(Search_Ins)（4）斐波那契查找(Search_Fib)（5）次优查找树(BiTree_SOSTree)11．动态查找（1）在二叉排序树上进行查找(bstsrch)、插入结点(ins_bstree)和删除结点(del_bstree) （2）在二叉平衡树上插入结点(ins_AVLtree) 和删除结点(del_AVLtree)（3）在B-树上插入结点(Ins_BTree) 和删除结点(Del_BTree)（4）在B+树上插入结点(Ins_PBTree) 和删除结点(Del_PBTree)12．内部排序（1）简单排序法●直接插入排序(Insert_sort)●表插入排序(内含插入(Ins_Tsort) 重排(Arrange)两个算法)●起泡排序(BubbleSort)●简单选择排序(SelectSort)（2）复杂排序法●堆排序(HeapSort)●快速排序(QuickSort)●锦标赛排序(Tournament)（3）其他●快速地址排序（QkAddrst）●基数排序(RadixSort)13．外部排序（1）多路平衡归并排序(K-Merge)（2）置换-选择排序(Repl_Selection)三、运行环境1.硬件：Pentium100以上PC机。
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《数据结构》算法动态演示系统的设计与实现朱继红 杜祝平(计算机工程系)摘 要 本文主要介绍了计算机辅助教学课件———《数据结构》算法动态演示系统,详述了算法演示模块的实现技巧和课件应用的特点。
关键词 数据结构,算法,课件,CA I分类号 TP391171 前言90年代以来,随着多媒体和Internet 网络的出现,计算机教育已步入一个全新的阶段,计算机辅助教学CA I 作为一种先进的教学手段正逐步渗透于各类院校的各个学科。
《数据结构》不仅是大学计算机专业的核心课程之一,也是非计算机专业的主要选修课程之一。
该课程涉及大量的概念、数据结构和算法,理论性强又较为抽象,尤其是对算法描述的执行过程的理解是难点和重点。
在课堂教学上,大量的算法不可能也无法一一详述。
我们所制作的《数据结构》教学辅助系统,集数据结构、算法演示和其它信息(如输入提示等)于一屏,采用中文字幕显示,利用可视化图形来动态演示算法的执行过程,对学员深入理解教材内容、掌握基本的数据结构及相应算法的实现过程有很好的帮助作用,同时该系统可用于各种不同层次的教学,便于课上教员的讲解和课下学员的复习、自修。
2 设计思想课件是教学内容和教学处理两大类信息的有机结合,其目的是按某种学习理论和教学策略将教学中的重点和难点,教学上不容易讲清楚的内容借助计算机演示。
所以我们编制的CA I 系统在注重教学先进性、科学性的同时更强调实用性。
本课件的开发满足以下原则:(1)内容覆盖面宽 系统应覆盖该课程的主要内容,并结合课程选用教材,用C 语言来描述数据结构的算法。
收稿日期:1998209221第一作者:女,1966年生,信息工程学院硕士研究生,讲师第17卷第4期1998年12月 信息工程学院学报Journal of Information Engineering Institute Vol 117No 14Dec.1998(2)功能实用化 为了能真正起到辅助教学的效果,系统使用多种演示手段如用单步跟踪、连续执行和跨越函数(或过程)调用等方式来演示算法的具体执行过程,且演示方式可随时更换;演示的速度可随时调节。
(3)人机交互界面友好性 系统界面设计遵循实用、方便的原则,各种操作简洁明了。
课件同时具备鼠标接口和键盘接口,可接受来自于鼠标或键盘的输入;为了加深对算法的理解,允许用户通过输入不同的初始数据来观察算法的具体执行情况。
(4)中文字幕提示 系统演示插入了适当的说明及注释信息,以帮助系统使用者对演示过程的理解;为满足不同层次用户的需求,各种提示信息用中文给出。
(5)系统运行环境及可靠性 在保证系统功能的前提下,适当地降低了系统对运行环境的要求,以便系统可以在较低的配置系统软件环境中正常运行。
对于各种有意或无意的错误操作及错误的输入数据,系统能正确处理,保证系统不会意外终止。
3 系统组成实现系统流程示意图(图1)、算法演示过程流程图(图2)如下: 图1图2311 主模块及其数据结构本课件采用结构化编程,编写主界面模块来调用不同的演示模块。
主界面为一级菜单,各章内容目录为二级菜单,演示简介界面为三级菜单,是选择演示模块的入口;对应于每一个演示模块,我们定义了公用的接口,每编写一新模块,只需简单连接到主界面模块即可。
接口结构定义如下:每个可执行模块(演示模块或功能模块)独立存在,各个模块的入口函数存储在下面的指针数组中:void (3proc [12][8]( )= {{nullpro ,nullpro ,…,nullpro ,nullpro},—22— 信息工程学院学报 1998年 {nullpro ,nullpro ,…,nullpro ,nullpro}, {sxb ,lb ,slb ,jtlb ,nullpro ,…,nullpro}, …, {nullpro ,nullpro ,…,nullpro ,nullpro}}数组中元素代表某个可执行模块对应的入口地址,这些函数作为外部函数独立于其它文件,在主模块中用“extern …”语句进行说明。
其中如函数sxb ( )代表顺序表演示模块,函数1b ( )代表链表演示模块,函数slb ( )代表双链表演示模块,函数jtlb ( )代表静态表演示模块等;nullpro ( )为空函数,不代表任何具体操作,它的存在是为了填补数组中的空白。
调度某个模块时,只需要执行语句(3proc[i ][j ])( )。
当需要增加新模块时,将模块加入工程文件中,并将相应位置的nullpro 改写为模块的入口函数名,重新编译即可。
312 算法演示子模块及实现对一个具体的算法演示子模块,须满足单步执行,连续执行,跨越函数执行,速度可调,任意时刻复位并能重新执行等复杂切换控制功能,设计函数getchl 实现。
在使用中,只需简单地将if (getchl ( )=0)return -1;语句插入演示流程中的不同地方,就能达到上述要求;所有的算法演示均调用此函数完成,使编程统一、方便。
313 图形屏幕的保存在图形界面中有大量下拉式菜单和弹出式窗口出现,这些部件将挡住一部分屏幕,因而产生屏幕恢复问题,其常用方法是采用重画的方法或保存屏幕的方法;前者视觉效果较差,后者若直接调用TC 图形库中的函数完成则需大量的常规内存且调入调出图形块的大小受限制;经分析,标准V G A 有256K 显存,在640×16色模式下,一屏约150K 显存,其余显存则可用于保存屏幕,这种方法可不占常规内存,因此对系统性能无影响。
我们用汇编语言编写了两个函数,在C 模块中被声明如下:gettu (int x1,int y1,int x2,int y2,int offset );puttu (int x1,int y1,int x2,int y2,int offset );参数定义如下:(1)x1,y1,x2,y2为保存的图片块(2)offset 为保存到显存的偏移地址这两个函数分别进行保存屏幕和恢复屏幕。
在V G A 图形模式下显存起始地址被映射到主存地址0A0000H ,分为四个页面存储,每个页面占据相同的主存地址,大小为64K ,由于每个像素的每一位分别在不同的页面上,因此每8个像素占用了主存一字节的空间(4个页面共四个字节),已被占用的空间为6403480/8=38400,在显存偏移38400之后的空间即可用来存储图片。
在程序中我们使用块移动指令将一部分显存内容从这一地址拷贝到另一地址,完成图象的保存和恢复。
由于显存总线为32位,移动速度极快,因此我们编写的这两个程序不仅保存图片大,不占主存,速度快且视觉效果好(程序略)。
314 界面上文本字模的存储文本显示包括两个方面:一方面是文本字模的存储,一方面是字符的显示方法。
对—32—第4期 朱继红等:《数据结构》算法动态演示系统的设计与实现 于汉字的存储,采用两种方法,对于一些常用的少量汉字(对速度要求高,主要用于窗口标题,菜单项等处),构成数组用以下格式存储。
如:“系”字阵信息从字库中取出,存放在一个32字节的字符数组中。
unsigned char hz4721[32]= {0,56,127,192,4,0,4,16,8,32,63,192,1,0,2,32, 4,16,63,248,1,8,9,32,9,16,17,8,37,8,2,0}; /3系3/数组名称的后四位为该汉字对应的区位码。
对于汉字串“系统设置”将每个汉字信息的数组指针存放在一起,组成一个指向该汉字串的指针数组。
unsigned char 3hzm0[ ]={hz4721,hz4519,hz4172,hz5435};菜单框中,将各菜单条对应汉字串的指针存放在一起,组成一个指向指针的指针数组。
unsigned char 33zcd [ ]={hzm0,hzm1,hzm2};对于大量汉字显示,作小字模库存在外存上,程序中只有汉字的机内码,为了提高速度,我们对每屏汉字采用了先装入再显示的方法。
在内存中建立了一个带索引的存256个汉字模的CACHE ,每当需要显示大量汉字,以不重复的方式将其装入CACHE ,然后再显示,由于显示每个字符主要是从CACHE 装入,显示速度和全部存储在内存中大致相当。
使用此方法处理汉字模存储问题,既可节约内存,又可提高汉字图形界面显示速度,取得好的效果。
4 结束语本系统演示生动直观,操作灵活方便,整个课件形成一个可执行文件;可在DOS 或Windows 系统下执行,适用于不同层次用户的要求,具备较强的交互能力和容错性。
参 考 文 献1 唐策善编著1数据结构———用C 语言描述1北京:高等教育出版社,19952 严蔚敏,吴伟民编著1数据结构1清华大学出版社,19943 E Horowitz ,S Sahni.Fundamentals of Data Structures 1Pitmen Publishing Limited ,19764 朱茂华编著1TU RBO C 210高级编程与剖析1成都科技大学出版社,1994Demo System for Data Structures and their lmplementationZhu Jihong Du ZhupingAbstractThis paper briefly introduces the demo system for Data Structures and discusses its de 2sign principles ,implementing skill and courseware features.K ey w ords data structures ,algorithms ,courseware ,CA I—42— 信息工程学院学报 1998年。