数据结构教学大纲：基础与应用

数据结构教学大纲是一份针对计算机科学与技术、数字媒体艺术以及信息管理与信息系统专业的学科基础课程，由严蔚敏教授编写于2011年7月1日。该课程旨在为学生提供必要的数据结构理论和实践技能，帮助他们理解和处理数据在计算机中的组织方式。 课程分为理论教学和实践操作两部分，共计64学时，其中理论讲解占50学时，实验环节14学时，还有1周的时间用于研讨和实习实践。课程学分分别为3和4分，通常在大学的第四学期开设。 课程目标明确，一是让学生理解数据结构的基本概念，如数据、数据元素、逻辑结构和物理结构，以及抽象数据类型的设计和实现。学生将学习如何根据数据特性选择合适的逻辑结构（如线性表、栈和队列）和存储结构，以及掌握时间复杂度和空间复杂度的分析方法，这对于算法设计至关重要。 在具体教学内容方面，课程分为三个主要部分： 1. 绪论（2学时理论+4学时实验）：首先介绍数据结构的基础概念，然后探讨抽象数据类型的表示和实现，以及算法的定义、特性和复杂度分析。 2. 线性表（8学时理论+4学时实验）：线性表是数据结构的核心内容，包括顺序表和链表的定义、表示和实现，以及它们在实际问题中的应用，如无序表和有序表的合并，多项式加法等。学生需掌握查找、插入和删除操作的算法，并理解不同存储结构的优缺点和适用场景。 3. 栈和队列（6学时理论+4学时实验）：这两个抽象数据结构分别涉及栈的顺序和链接存储，以及其在迷宫求解、表达式求值等场景中的应用。此外，还会教授递归与非递归编程的转换，以及队列的类型和操作。 实验环节注重实践操作，比如通过构建单链表的学生表或图书表来练习查找、插入和删除等基本操作，让学生将理论知识转化为实际技能。 总结来说，这门数据结构课程旨在培养学生的数据抽象能力、程序设计能力，以及对算法复杂度分析的深入理解，为他们后续的专业发展打下坚实的基础。