《数据结构》教学大纲详解：核心数据结构与算法应用

《数据结构》教学大纲是一门面向计算机科学与技术专业的核心课程，旨在让学生系统地掌握数据结构的基本原理和常见数据结构，如线性表、栈、队列、串、数组、广义表、树、图和文件等，以及相关的排序和查找算法。通过学习，学生应能理解数据结构之间的关系，灵活运用这些结构解决实际问题，并具备分析算法时间和空间复杂性的能力。 课程的教学目标分为四个方面： 1. 认知层面，学生需掌握数据的逻辑顺序结构、存储结构和基本运算，包括不同数据结构的定义、实现方法。 2. 技能提升，通过实践操作，学生要学会在各种数据结构上实现排序和查找等操作。 3. 分析能力，学生应具备对算法时间复杂性和空间复杂性的基本分析能力。 4. 应用实践，学生应能在解决实际问题时，根据问题特性选择合适的 data structure 和设计有效的算法。 教学大纲中，章节安排如下： - 第1章绪论，着重介绍数据结构的基本概念，抽象数据类型及其表示和实现，以及算法和算法分析。本章强调对整个课程内容框架的理解和算法效率的初步评估。 - 第2章线性表，讲解线性表的两种基本表示（顺序和链式），并通过一元多项式的例子，使学生理解其在实际问题中的应用。难点在于链表的操作，特别是对于复杂操作的理解和实现。 - 第3章栈和队列，这两个操作受限的线性结构有着广泛的应用，如栈在递归和离散事件模拟中的作用。难点在于理解栈与递归的关系以及栈和队列在解决问题中的核心地位。 - 第4章串，主要讨论串的定义、表示和实现，以及模式匹配算法，让学生了解字符串处理的基本技巧。通过实例演示，学生将看到串操作在实际问题中的应用。 这些章节的学习相互关联，前期课程如程序设计语言（C语言）和离散数学为数据结构的学习打下基础，后续的课程如操作系统和编译原理则展示了数据结构在更高层次上的应用。总共90学时的课程内容，既注重理论知识的传授，也强调实际操作能力和问题解决策略的培养。