数据结构课程知识体系和教学实践课件

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数据结构课程知识体系和教学实践数据结构课程知识体系和教学实践36、如果我们国家的法律中只有某种神灵，而不是殚精竭虑将神灵揉进宪法，总体上来说，法律就会更好。马克吐温37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之时。威皮物特38、若是没有公众舆论的支持，法律是丝毫没有力量的。菲力普斯39、一个判例造出另一个判例，它们迅速累聚，进而变成法律。朱尼厄斯40、人类法律，事物有规律，这是不容忽视的。爱献生常见的逻辑关系常见的逻辑关系n线性结构线性结构n树形结构树形结构n图结构图结构n文件结构文件结构图图树树二叉树二叉树线性表线性表北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 6常见的存储方法常见的存储方法n顺序方法顺序方法n链接方法链接方法n索引方法（线性、树形索引方法（线性、树形）n散列方法散列方法北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 7运算运算n建立、清除数据结构建立、清除数据结构n插入一个新数据元素插入一个新数据元素n删除、修改某个数据元素删除、修改某个数据元素n排序排序n检索检索北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 8一、知识体系一、知识体系n1.数据的定义数据的定义n2.算法的效率问题算法的效率问题n3.抽象数据类型抽象数据类型北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 9算法效率的基本问题算法效率的基本问题权衡权衡对于给定的一类问题对于给定的一类问题n算法需要多少存储空间和时间？算法需要多少存储空间和时间？n最好算法的最坏情况是什么？最好算法的最坏情况是什么？n平均来说，算法的运行好到何种程度？平均来说，算法的运行好到何种程度？n算法一般化到何种程度？算法一般化到何种程度？n什么情况下，最好的算法是什么？什么情况下，最好的算法是什么？算法分析技术算法分析技术北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 10一、知识体系一、知识体系n1.数据的定义数据的定义n2.算法的效率问题算法的效率问题n3.抽象数据类型抽象数据类型北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 11抽象数据类型抽象数据类型ADTn抽象数据类型是定义了一组运算抽象数据类型是定义了一组运算的数学模型的数学模型n把数据结构的存储与实现细节剥把数据结构的存储与实现细节剥离离n在适当的抽象层次上考虑程序的在适当的抽象层次上考虑程序的结构和算法结构和算法n封装和信息隐蔽封装和信息隐蔽北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 12二、教学实践二、教学实践n1.教学目的教学目的n2.教材编写教材编写n3.教学策略教学策略北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 13数据结构课程的主要内容数据结构课程的主要内容n理论理论n算法的数学基础算法的数学基础n算法的时间和空间度量算法的时间和空间度量n抽象抽象n排序、检索等重要问题类的有效算法排序、检索等重要问题类的有效算法n重要数据结构技术重要数据结构技术n设计设计n算法的选择、实现和测试算法的选择、实现和测试北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 14教学目的教学目的n“数据结构算法程序数据结构算法程序”n把数据结构和算法理论与编程实践相把数据结构和算法理论与编程实践相结合结合n能够在实际的工程实践中灵活地予以能够在实际的工程实践中灵活地予以应用应用n培养数据抽象的能力培养数据抽象的能力 n提高程序设计的质量提高程序设计的质量北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 15二、教学实践二、教学实践n1.教学目的教学目的n2.教材编写教材编写n3.教学策略教学策略北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 16教材编写教材编写n许卓群、杨冬青、唐世渭、张铭，许卓群、杨冬青、唐世渭、张铭，数据结构与算法，高等教育出数据结构与算法，高等教育出版社，版社，2004年年 7月。月。ISBN 7-04-014616-9。n张铭、赵海燕、王腾蛟，数据结张铭、赵海燕、王腾蛟，数据结构与算法学习指导与习题解析构与算法学习指导与习题解析，高等教育出版社，高等教育出版社，2004年年 9月。月。ISBN 7-04-017829-X。北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 17数据结构与算法数据结构与算法nC+模板模板,抽象数据类型抽象数据类型(ADT)n第第1章概论章概论n数据结构的定义数据结构的定义n抽象数据类型抽象数据类型n基本的算法分析技术基本的算法分析技术n第第2-6章章n从逻辑结构的角度系统地介绍各种基本数据从逻辑结构的角度系统地介绍各种基本数据结构结构n线性表、字符串、二叉树、树和图线性表、字符串、二叉树、树和图北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 18n第第7章章内排序内排序n第第8章章文件与外排序文件与外排序n第第9章章检索检索n第第10章章索引索引n第第11章章高级线性结构高级线性结构n第第12章章高级树形结构高级树形结构nPatricia树、伸展树，树、伸展树，k-d树、树、PR四分树、四分树、R*树树北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 19数据结构与算法数据结构与算法学习指学习指导与习题详解导与习题详解n第第1-12章，涵盖了主教材的基本内容章，涵盖了主教材的基本内容n主教材重要的数据结构和算法知识点、学习主教材重要的数据结构和算法知识点、学习重点和难点重点和难点 n习题详解习题详解n第第13章上机报告章上机报告nACM竞赛：穷举、回溯、分治、搜索、竞赛：穷举、回溯、分治、搜索、DPn实习报告要求和样例实习报告要求和样例 n第第14章为考试题及其解答章为考试题及其解答n2004年秋季学期的期中、期末考题和答案年秋季学期的期中、期末考题和答案n1999-2005年北大研究生入学考试年北大研究生入学考试北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 20习题详解习题详解n212道习题、道习题、53道上机题道上机题n题意分析、边界处理提示题意分析、边界处理提示n典型解法（算法描述）典型解法（算法描述）n算法代价分析算法代价分析n典型错误典型错误n170道新习题，道新习题，40道新上机题道新上机题北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 21二、教学实践二、教学实践n1.教学目的教学目的n2.教材编写教材编写n3.教学策略教学策略北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 22（1）启发式教学）启发式教学n数学特性数学特性n抽象数据类型抽象数据类型n不同的存储方法不同的存储方法n不同存储方法的可能算法不同存储方法的可能算法n结合算法分析来讨论各种存储方法和结合算法分析来讨论各种存储方法和算法的利弊，摒弃不适宜的方法算法的利弊，摒弃不适宜的方法北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 23（2）引进新理论技术）引进新理论技术n“搜索引擎搜索引擎”中的数据结构技术中的数据结构技术n图搜索图搜索n排序排序n索引技术索引技术北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 24（3）加强实践环节的训练）加强实践环节的训练n数据结构与算法，数据结构与算法，3学分学分/周周3学时学时n每周布置每周布置6道书面作业或小程序实习道书面作业或小程序实习n数据结构与算法实习，数据结构与算法实习，2学分学分/周周2学学时时 n一个学期一个学期8道道ACM竞赛题竞赛题n6道综合上机实习题道综合上机实习题n上机实习时间，上机实习时间，120小时小时/学生学生北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 25（4）新教育技术）新教育技术n建立了高质量的课程网站建立了高质量的课程网站 nBBS讨论版讨论版(2005年年7月月28日数据日数据)n2244名注册会员，名注册会员，653个问题，个问题，1863回帖回帖 n助教讲答助教讲答北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 26北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 27每章内容每章内容n概述、前测概述、前测n知识点详解知识点详解n动画动画n习题解、新习题习题解、新习题n电子教案电子教案npdf、视频、视频n扩展资源扩展资源n参考网站、论文、讲义参考网站、论文、讲义北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 28（5）严格要求，教书育人）严格要求，教书育人n每一届都布置全新作业每一届都布置全新作业n“诚实代码诚实代码”n助教严格检查助教严格检查北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 29教学实施教学实施n1.教师面授重点难点讲解（教师面授重点难点讲解（30%）n2.学生利用网络课件和网络资源自学学生利用网络课件和网络资源自学（40%）n3.课后作业和小组协作（课上和课下）课后作业和小组协作（课上和课下）（20%）n4.助教网络答疑和网络讨论（助教网络答疑和网络讨论（10%）n5.重点难点时间放在网络自学及教师面重点难点时间放在网络自学及教师面授讲解上。授讲解上。北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 30主课教学评价主课教学评价n1.平时平时(书面作业、课堂测试书面作业、课堂测试)：20%n2.上机实习上机实习(+实习报告实习报告)：15%n3.期中考试：期中考试：20%n4.期末考试：期末考试：40%n5.考勤和态度：考勤和态度：5%北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 31实习课教学评价实习课教学评价n平时平时(考勤考勤+开卷随堂测试课开卷随堂测试课堂表现堂表现)占占30%n上机题（源程序实习报告）上机题（源程序实习报告）70%北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 321线性表；线性表；2二叉树二叉树；3树；树；4图；图；5散列与检索；散列与检索；6排排序序；7索引索引；8高级数据结构。高级数据结构。学生对知识点的认识学生对知识点的认识北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 33学生评估学生评估n 专业内容游刃有余、知识拓展专业内容游刃有余、知识拓展广广n 课堂效率高、实例丰富课堂效率高、实例丰富n 学生实践机会多学生实践机会多n 课程增长了知识和能力课程增长了知识和能力n动手以及思考能力得到很大锻炼动手以及思考能力得到很大锻炼北京大学信息学院北京大学信息学院版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 34谢谢！谢谢！n教学案例教学案例 vs 案例教学案例教学版权所有，转载或翻印必究版权所有，转载或翻印必究 Page 3541、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。阿卜日法拉兹42、只有在人群中间，才能认识自己。德国43、重复别人所说的话，只需要教育；而要挑战别人所说的话，则需要头脑。玛丽佩蒂博恩普尔44、卓越的人一大优点是：在不利与艰难的遭遇里百折不饶。贝多芬45、自己的饭量自己知道。苏联

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