数据结构课程难点讲授方法与必备知识

作者:陈燕;屈莉莉;李桃迎 刊名:教育教学论坛 上传者:邓克平

【摘要】数据结构是计算机等相关专业重要的专业基础课,各大高校都十分重视该课程的教学效果。捋顺数据结构的先修后继课程,构建该课程的知识体系结构,凝练线性与非线性两大分类知识点,有助于形成该课程的系统化教学体系。将理论学习与工程实践的紧密结合作为讲授课程的侧重点,提高学生解决实际问题的能力。注重培养学生阅读和编制程序的技能,将是突破课程难点的重要方法。

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一、引言《数据结构》一直被认为是计算机、信息管理与信息系统、电子商务等专业重要的基础课程之一。该课程的知识涉及到多学科与多专业,掌握该课程将对学生后续课程的学习起到重要的知识链接作用。数据结构课程的主要知识点包括:1线性表的顺序存储结构与链式存储结构及对应算法;2栈的顺序存储与链式结构及对应算法;3队列的顺序存储与链式结构及对应算法;4串的顺序与链式存储结构及对应算法;5数组和广义表的存储结构及对应算法;6树和二叉树的顺序与链式存储结构及对应算法;7查找方法;8排序方法等。为学好这门课程,必须依据课程体系,明确数据结构课程中的概念与术语,灵活运用这些知识点,以达到扎实掌握该课程难点的目的。二、数据结构的先修后继课程及知识体系结构1.掌握数据结构课程的先修与后继课程。以信息管理与信息系统专业课程体系为例,清晰了解和掌握与数据结构相关联的先修与后继课程(如图1所示)。先修课程主要有:计算机信息处理概论、汇编语言程序设计、高级语言程序设计(C、C++、Java等)、计算机组成原理、离散数学、运筹学、图论等。后续课程主要有:数据库原理、信息系统开发方法、编译原理、信息检索、数据仓库与数据挖掘、操作系统、信息集成技术及应用、电子商务与物流信息管理、大数据分析等相关课程。项目资助:2014年辽宁省普通高等学校本科创新人才培养机制项目(UPRPI2014034);教育教学改革研究项目(UPRP20140605)2.数据结构课程实施框架体系的创新模式。围绕如下页图2所示的数据结构课程实施框架体系的创新模式讲授数据结构课程。明确数据结构课程的知识体系和主要知识点。该模式的优势在于:能够使学生快速掌握数据结构的概念、术语,客观世界问题对应在计算机外部的表示方式,在计算机内部的存储方式,以及如何对它们进行操作(运算);除此之外,还能够严格按照数据结构课程的各个知识点进行梳理,清楚地归纳出数据结构与其他相关课程的关联关系。三、运用归纳总结方法对数据结构课程的知识点进行分类以严蔚敏教授出版的数据结构经典教材为例,将图1数据结构课程的先修与后继课程数据结构的知识点进行分类:第一类将第二章“线性表”、第三章“栈与队列”、第四章“串”、第五章“广义表”划分为数据的线性结构部分;第二类将第六章“树与二叉树”、第七章“图”划分为数据的非线性结构部分。将自然界的线性问题对应的数据结构实例例举出来,形成数据结构问题的感性和直观的认识;然后再由浅入深地掌握其相关的知识点。例如:1为使管理人员快速找到客户相关信息,用计算机处理该业务应首先确定所使用的数据结构形式,如果希望将电话号码作为关键字,姓名的拼音作为次关键字,那么,会容易地查找出“陈”性拼音顺序排在“周”性之前的线性关系。2到银行办理业务对应的数据结构形式是队列模式,即满足“先来先服务,后来后服务”的服务规律。3对字符串进行存储与处理时,其存储结构具有紧凑和非紧凑形式,因此需按照形式的不同,进行分类处理后,再对其进行操作(如:插入、删除、查找、模式串匹配等)。4到图书馆借书时,图书管理员检索的模式与图书的存放形式有关。与线性结构相比,非线性结构要复杂得多,即线性表的数据结构中数据元素的逻辑结构与物理结构之间存在一一对应的顺序关系;而非线性的数据结构中数据元素的逻辑结构与物理结构之间不存在一一对应的顺序关系,它们之间的顺序是任意的,也就是说非线性的数据结构中数据元素之间不存在前驱和后继的顺序关系,为使初学者掌握其存储结构对应的操作等相关知识点,必须将数据结构教科书中关于树与图的遍历进行深入而细腻的讲授。以二叉树的遍历问题为例,说明非线

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