《数据结构与算法分析》教学大纲详解:数据结构与算法基础

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《数据结构与算法分析》课程教学大纲是一份详细的教学指导文件,旨在为计算机科学与技术、网络工程、软件技术等相关专业学生提供扎实的数据结构基础。该课程作为专业基础课,必修且考试性质严格,共包含40个标准学时和16个实验学时,由电气信息工程学院负责。 课程的核心目标是教授学生如何合理组织和处理数据,包括理解数据的逻辑结构(如集合、线性、树和图)、物理结构(顺序存储、链接存储、散列和索引)以及算法的设计原则和性能评估。学生需掌握如何描述算法,识别不同数据结构,并能在实践中运用这些知识解决实际问题。 课程重点在于数据结构的基础概念,如线性表的数据特点及其顺序和链式存储实现,包括基本操作如查找、插入和删除,以及非数值数据如字符串的处理。此外,单链表、双链表和循环链表的区别及其适用场景也是教学的重点。学生需要学会通过顺序表和链表解决线性结构相关的复杂问题,例如在数据库管理和编程中的应用。 难点主要包括算法性能的深入分析,以及非顺序存储方式的理解和应用。通过学习,学生应具备以下能力: 1. 熟练阅读和理解算法,能够描述算法功能并用类C语言或流程图表达。 2. 能够根据数据逻辑关系确定数据结构类型。 3. 能够运用线性表和链表的算法解决实际问题,并理解它们在实际软件开发中的应用,如Excel数据管理和数据库管理。 《数据结构与算法分析》课程旨在为学生打下坚实的数据结构基础,培养他们的问题解决能力和高效编程技巧,为后续高级课程如操作系统和编译原理的学习做好准备。
2012-12-26 上传
一: 内容:1、设线性表存放在向量A[arrsize]的前elenum个分量中,且递增有序。试设计一算法,将x插入到线性表的适当位置上,以保持线性表的有序性。 2、用向量作存储结构,试设计一个算法,仅用一个辅助结点,实现将线性表中的结点循环右移k位的运算。 3、用向量作存储结构,试设计一个算法,仅用一个辅助结点,实现将线性表逆置的运算。 要求:了解线性表的逻辑结构特征,熟练掌握线性表的顺序存储结构的描述方法,及在其上实现各种基本运算的方法。 二:内容:1、已知带头结点的动态单链表L中的结点是按整数值递增排序的,试写一算法将值为x的结点插入到表L中,使L仍然有序。 2、设计一算法,逆置带头结点的动态链表L。要求利用原表的结点空间,并要求用尽可能少的时间完成。 3、假设有两个按元素值递增有序的线性表A和B,均以单链表作存储结构,试编写算法将A表和B表归并成一个按元素值递减有序的线性表C,并要求利用原表的空间存放C。 要求:熟练掌握线性表的单链式链接存储结构及在其上实现线性表的各种基本运算的方法。 三:内容:1、假设在长度大于1的单循环链表中,既无头结点也无头指针。s为指向某个结点的指针,试编写算法删除结点*s的直接前驱结点。 2、已知由单链表表示的线性表中,含有三类字符的数据元素(如:字母、数字和其它字符),设计算法构造三个以循环链表示的线性表,使每一个表中只含同一类的字符,且利用原表中的结点空间作为这三个表的空间。(头结点可以另辟空间) 3、有一双链表,每个结点中除有prior、data和next域外,还有一访问频度域freq,在链表被启用前,其值均初始化为零。每当在链表上进行一次LOCATE(L,x)运算,元素值为x的结点中freq域的值增1,并使此链表中结点保持按freq递减的顺序排列,以便使频繁访问的结点总是靠近表头。设计满足上述要求的LOCATE算法。 要求:熟练掌握线性表的循环链式和双链式链接存储结构及在其上实现线性表的各种基本运算的方法。 四:内容:1、设单链表中存放着n个字符,设计算法,判断该字符串中是否有中心对称关系。例如:xyzzyx、xyzyx都算是中心对称的字符串。 2、设计算法判断一个算术表达式的圆括号是否配对。(提示:对表达式进行扫描,遇‘(’进栈,遇‘)’退掉栈顶的‘(’,表达式被扫描完毕,栈为空) 3、假设以带头结点的循环链表表示队列,并只设一个指针指向队尾,编写相应的置队空、入队和出队算法。 要求:掌握栈和队列的数据结构的特点;熟练掌握在两种存储结构上实现栈和队列的基本运算;学会利用栈和队列解决一些实际问题。 五:内容:1、若X和Y是用结点大小为1的单链表表示的串,设计算法找出X中第一个不在Y中出现的字符。 2、设计一算法,在顺序串上实现串的比较运算strcmp(S,T)。 3、若S和T是用结点大小为1的单链表存储的两个串,设计算法将S中首次与T匹配的子串逆置。 要求:熟练掌握串的顺序和链接存储结构的实现方法;熟练掌握在两种存储结构上实现串的各种运算。 六:内容:1、以二叉链表作存储结构,设计求二叉树高度的算法。 2、一棵n个结点的完全二叉树用向量作存储结构,用非递归算法实现对该二叉树进行前序遍历。 3、以二叉链表作存储结构,编写非递归的前序、中序、后序遍历算法。 要求:熟悉二叉树的各种存储结构的特点及适用范围;掌握建立二叉树的存储结构的方法;熟练掌握二叉树的前序、中序、后序遍历的递归及非递归算法;灵活运用递归的遍历算法实现二叉树的其它各种运算。
2017-06-03 上传
采用C++编写,完成了题目的所有要求,并附有说明文档。 大学的每个专业都要制定教学计划。假设任何专业都有固定的学习年限,每学年含两学 期,每学期的时间长度和学分上限值均相等,每个专业开设的课程都是确定的,而且课程在 开设时间的安排必须满足先修关系。每门课程有哪些先修课程是确定的,可以有任意多门, 也可以没有。每门课恰好占一个学期。试在这样的前提下设计一个教学计划编制程序。 [基本要求] (1)输入参数包括:学期总数,一学期的学分上限,每门课的课程号(固定占3位的字母数字串)、学分和直接先修课的课程号。 (2)允许用户指定下列两种编排策略之一:一是使学生在各学期中的学习负担尽量均匀;二是使课程尽可能地集中在前几个学期中。 (3)若根据给定的条件问题无解,则报告适当的信息;否则将教学计划输出到用户指定的文件中。计划的表格格式自行设计。 [测试数据] 学期总数:6;学分上限:10;该专业共开设12门课,课程号从C01到C12,学分顺序为2,3,4,3,2,3,4,4,7,5,2,3。先修关系如下: 课程编号 课程名称 先决条件 C1 程序设计基础 无 C2 离散数学 C1 C3 数据结构 C1,C2 C4 汇编语言 C1 C5 语言的设计和分析 C3,C4 C6 计算机原理 C11 C7 编译原理 C5,C3 C8 操作系统 C3,C6 C9 高等数学 无 C10 线性代数 C9 C11 普通物理 C9 C12 数值分析 C9,C10,C1 [实现提示] 可设学期总数不超过12,课程总数不超过100。如果输入的先修课程号不在该专业开设的课程序列中,则作为错误处理。应建立内部课程序号与课程号之间的对应关系。