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2024-09-21 发布于北京
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ADDINCNKISM.UserStyle《数据结构实验》课程教学大纲

（实验课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

0923D06006

开课单位

数学与信息科学学院

课程名称

（中文）数据结构实验

（英文）ExperimentsofDataStructure

课程性质

必修

考核类型

考查

课程学分

课程学时

课程类别

学科基础课程（学科核心课）

适用专业（类）

数据科学与大数据技术专业

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《数据结构实验》课程是本专业（类）的一门学科核心课程，旨在培养学生将理论应用于实践的能力，关系到软件设计水平的提高和工程素质的培养。本课程主要基数据结构理论。本课程主要包括线性表的基本操作、栈与队列的应用、树形结构的操作等实验项目。

（二）教学目标

通过本课程，使学生将《数据结构》课程中学习的集合、线性结构、树形结构和图形结构等数据结构的应用算法用C或C++程序加以实现，从而加深对数据结构和算法的理解，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及程序的设计、开发和测试能力，提高专业素质。

课程目标1：使学生透彻理解各种常用数据结构的逻辑结构、存储结构及相关算法的实现，全面掌握处理数据的理论和方法。

课程目标2：培养学生的终身学习能力、创新意识和创新能力以及职业和专业素养。

课程目标3：掌握文献检索的方法，并能够进行文献分析，了解本学科的发展热点和趋势。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

1-2：计算机软件开发基础知识：掌握计算机科学与软件开发的基本理论和基础专业知识，具备常用软件及数据分析软件使用的相关知识，掌握常用软件开发语言，具备大数据环境下数据分析算法与软件系统的设计、开发与分析等相关知识。

课程目标1

2-6：能熟练使用计算机（包括常用语言、工具以及一些专用软件），具有基本算法分析、设计能力和较强的编程能力，能够将数据分析方法编程实现、进行大数据分析实验能力，具有一定的数据科学研究和大数据软件开发的能力。

课程目标2

2-4：具有运用现代信息技术进行文献检索、分析、整理归纳的能力，熟悉预研报告、可行性分析报告、研究方案设计、实验报告及论文撰写规范，能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用适当的技术、资源、现代工具和信息技术工具。

课程目标3

四、教学方式与方法

教学方式：课堂讲授实验内容为辅、学生动手实验为主。

教学方法：启发式教学、探讨式教学、理论与实践相结合。在基本分析和设计方法指导下，以完成一个个独立程序作为教学任务和目标，用一个个难度渐进的任务和目标来引导学习，使其贯穿整个教学过程。通过逐个完成难度渐进的任务，使学生透彻理解各种常用数据结构的逻辑结构、存储结构及相关算法的实现，全面掌握处理数据的理论和方法；培养学生具备较深入的选用合适的数据结构、编写规范的高质量程序以及评价算法优劣的能力；使学生接受系统的、科学的分析问题和解决问题的训练，提高运用数据结构解决实际问题的能力，为学习后续的软件课程奠定良好的基础。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

从数据结构的存储结构、数据的运算以及程序实现三个方面去掌握线性表、栈、队列、串、数组、树、图等常用的数据结构；掌握常用的各种查找方法和排序算法；并培养对算法的时间空间复杂性的分析能力。

（二）教学难点

如何使用所学的数据结构知识来有效的解决实际的非数值计算问题，如何完成从算法设计到程序实现的转换，如何对设计的算法进行时间和空间的初步性能分析。

六、实验内容、基本要求与学时分配

序号

实验项目名称

实验内容与要求

学时

类型

对应课程目标

线性表的基本操作

1.约瑟夫环问题

问题描述：约瑟夫(Joseph)问题的一种描述是：编号为1,2,…，n的n个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值m，从第一个人开始按顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直到所有人全部出列为止。试设计一个程序求出出列顺序。

2.一元多项式运算

问题描述：输入并建立多项式；输出多项式；完成多项式间的加减法运算。

必修

设计性

课程目标1

课程目标2

课程目标3

栈与队列的应用

1.模拟停车场管理

问题描述：设停车厂只有一个可停放几辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。汽车在停车场内按车辆到达的先后顺序依次排列，若车场内已停满几辆汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦停车场内有车开走，则排在便道上的第一辆车即可进入;当停车场内某辆车要离开时，由于停车场是狭长的通道，在它之后开入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门后，为它让路的车辆