数据结构与算法分析课件第1章解读.ppt

数据结构与算法分析A Practical Introduction toData Structures and Algorithm Analysis陈 星  约法三章 1. 上课不允许说话。 2. 诚实对待作业和考试。 3. 对自己负责。 用计算机解决任何问题都需要进行数据表示和数据处理，而数据表示和数据处理正是《数据结构与算法分析》要研究的内容。 《数据结构与算法分析》主要介绍如何合理地组织数据、有效地存储和处理数据，正确地设计算法以及对算法的分析和评价。 通过本课程的学习，使学生深透地理解数据结构的逻辑结构和物理结构的基本概念以及有关算法，培养基本的、良好的程序设计技能，编制高效可靠的程序，为学习操作系统、编译原理和数据库等课程奠定基础。 课程学习目的? 什么是程序、软件？ N.沃思（Niklaus Wirth)教授提出： 程序=算法+数据结构 以上公式说明了如下两个问题： （1）数据上的算法决定如何构造和组织数据（算法→数据结构）。 （2）算法的选择依赖于作为基础的数据结构（数据结构→算法）。 软件=程序+文档（软件工程的观点） 课程学习目的? C语言 数据结构 软件工程 掌握基本编程方法 掌握数据组织和数据处理的方法 掌握大型软件开发方法 学习识字 学习写作文 学习写小说 基本要求 课程关系 与语文学习过程类比 课程学习目的? 前期课程 数据结构 计算机基础 C语言 离散数学 后期课程 操作系统 编译原理 数据库原理 软件工程 承上启下 课程学习目的? 数据结构的实际应用举例 问题： 某正在建设的商场需要安装电梯，预计使用电梯的顾客人数显正态分布，平均为每分钟50个。电梯运载一次的时间为1分钟，每部电梯装载的人数为10。 要求： ①顾客等待乘电梯的平均时间必须少于3分钟； ②等待电梯时间超过5分钟的顾客人数必须少于顾客总人数的5%。 在不浪费投资的条件下，要求你计算需要安装的电梯数量。 课程学习基本要求 从数据结构的逻辑结构、存储结构和数据的运算三个方面去掌握线性表、栈、队列、数组、树、和文件等常用的数据结构。 掌握在各种常用的数据结构上实现的排序和查找运算。 对算法的时间和空间复杂性有一定的分析能力。 针对简单的应用问题，应能选择合适的数据结构及设计有效的算法解决。 教学内容 从数据结构的逻辑结构、存储结构和数据的运算三个方面去掌握线性表、栈、队列、数组、树、和文件等常用的数据结构。 掌握在各种常用的数据结构上实现的排序和查找运算。 对算法的时间和空间复杂性有一定的分析能力。 针对简单的应用问题，应能选择合适的数据结构及设计有效的算法解决。 教学内容 第一部分 预备知识 第1章：数据结构和算法 第2章：数学预备知识 （略） 第3章：算法分析 第二部分 基本数据结构 第4章：线性表、栈和队列 第5章：二叉树 第6章：树 （略） 第三部分 排序和检索 第7章：内排序 第8章：文件管理和外排序 第9章：检索 课题讲授：3学分，约48学时。 每周4学时，上课约12周。 上机实验：0.5学分 总成绩： 期末考试×0.7＋平时成绩×0.15＋上机实验×0.15 平时成绩： 课堂练习＋课外作业＋中期考试 教学安排 《数据结构——使用C++语言描述》，陈慧南，人民邮电出版社，2009年 《数据结构(用面向对象方法及C++描述)》，殷人昆等，清华大学出版社 Data Structures,Algorithms and Applications in C++, Sartaj Sahni, 机械工业出版社 Data Structures with C++, Wlliam Ford, 清华大学出版社 主要参考书 第1章 数据结构和算法 介绍常用的数据结构，为高效数据处理提供工具。 增强“权衡”（Tradeoff）概念，讨论每类数据结构的代价和效益。 数据结构或算法有效性的评估方法。 最终目的： 有效地组织数据，获得高效的数据处理。 第1章 数据结构和算法1.1.1 学习数据结构的必要性 数据结构：一类数据的表示及相关操作。 用数据结构组织数据 ? 更有效的算法. 更强大的计算机 ? 更复杂的应用. 更复杂的应用 ? 更多和更复杂的计算. 复杂的计算 ? 算法偏离日常生活经验更远 不同的数据结构 ? 不同的计算效率 它主要研究三个方面的内容： 逻辑结构：对数据元素间逻辑关系的描述称