0923S01019-数据结构与算法实验-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《数据结构与算法实验》课程教学大纲

（实验课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

0923S01019

开课单位

数学与信息科学学院

课程名称

（中文）数据结构与算法实验

（英文）ExperimentsofDataStructureandAlgorithm

课程性质

选修

考核类型

考查

课程学分

1

课程学时

34

课程类别

专业发展课程（专业拓展课）

适用专业（类）

数学与应用数学专业

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《数据结构与算法实验》课程是数学与应用数学专业的一门专业发展课程，旨在使学生通过实践加深理解数据结构的基本概念和算法的设计原理，提高编程能力和通过计算机技术解决实际问题的能力。本课程通过设置多个实验案例，使学生能够将所学的理论知识与实际应用相结合，为后续的软件开发和科学研究奠定坚实的计算机基础。

（二）教学目标

通过本课程，使学生将《数据结构与算法》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：掌握常见数据结构（如线性表、栈、队列、树、图等）的基本操作及其实现方法。

课程目标2：理解并掌握基本算法（如排序、查找、图遍历等）的实现原理及其性能分析。

课程目标3：培养学生利用数据结构和算法解决实际问题的能力。

课程目标4：提高学生的编程能力、团队合作能力和创新能力。

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

1-4：掌握计算机基础理论及方法

课程目标1

1-5：与数学相关的学科交叉知识

课程目标1

课程目标2

3-3：具有一定的数据处理和分析能力

课程目标3

3-4：具有一定的创新能力

课程目标4

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，以完成一个个独立实验题目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

从数据的逻辑结构、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、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与算法知识来有效的解决实际的非数值计算问题，如何完成从数据结构设计、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

1

线性表实验

包括顺序存储和链式存储的线性表的数据结构设计、基本操作实现及其在实际问题中的应用，必修。

4

设计性

课程目标1

课程目标2

课程目标3

2

栈与队列实验

结合实际问题，完成栈与队列的数据结构设计、基本操作实现等，并完成模拟停车场管理系统的开发，必修。

6

设计性

课程目标1

课程目标2

课程目标3

3

树和二叉树实验

实现二叉树的数据结构设计、二叉树的创建、遍历和查找操作，并进一步根据哈夫曼编码原理构建哈夫曼树，并根据用户的输入完成编码或译码的过程，必修。

6

设计性

课程目标1

课程目标2

课程目标3

4

图结构实验

结合实际实验问题，实现图的创建、遍历和最短路径算法等，并针对实际问题完成程序的开发，必修。

6

设计性

课程目标1

课程目标2

课程目标3

5

排序算法实验

结合实际案例，实现多种排序算法（如冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序等）并进行性能比较，必修。

4

设计性

课程目标1

课程目标2

课程目标3

6

查找算法实验

实现顺序查找、折半查找等静态查找算法，并对算法性能进行比较，必修。

4

验证性

课程目标1

课程目标2

课程目标3

7

综合实验

设计并实现一个具有实际应用背景的小型系统。具体问题与要求由任课教师根据实际情况指定，必修。

4

设计性

课程目标1

课程目标2

课程目标3

课程目标4

合计

34

七、学业评价和课程考核

（一）考核类型：?考试eq\o\ac(□,√)考查

（二）考核方式：?实验报告