数据结构作为计算机科学的核心基础课程，其教学难度在于如何使学生不仅理解抽象的概念，而且能够将理论知识应用于实际问题解决中。为了帮助学生更好地学习和掌握数据结构的理论与实践，开发一款计算机辅助教学（CAI）软件显得尤为必要。CAI软件通过动态演示数据结构算法的执行过程，以直观、形象的方式帮助学生理解抽象概念，提高学习效率和兴趣。
在该论文中，作者樊玮、沈中林和刘山详细介绍了所设计的“数据结构”CAI软件的功能、关键技术以及实现。软件采用面向对象的设计方法，能够动态地演示链表、栈、串、树、图等数据结构的算法执行过程，并允许用户通过菜单驱动的方式选择不同的算法进行学习。在屏幕设计上，软件采用了三个窗口并行显示的布局：左侧窗口动态显示数据结构的变化情况，上方右侧窗口显示相关算法的源代码，而下方右侧窗口则提供算法的功能描述。这种设计让学生能够在同一屏幕上观察到算法执行的全过程，便于理解和记忆。
软件中的类结构定义是面向对象软件开发的关键。类的设计需要考虑其属性和方法。在本软件的开发过程中，针对不同数据结构的特点，如链表、栈、串、树和图，每个数据结构都有其特定的节点数据格式和图形表示样式。因此，软件开发人员需要为每种数据结构定义相应的类，并且这些类需要能够显示不同样式的节点。
在软件的实现上，作者特别强调了面向对象编程中虚基类的重要性。虚基类的使用可以解决在多重继承情况下可能出现的二义性问题，保证了程序的逻辑清晰和可维护性。由于数据结构课程中包含多种数据类型和相应算法，因此正确地利用面向对象编程的特性，如封装、继承和多态，对于实现一个功能完备、易于扩展和维护的教学软件至关重要。
在软件功能的介绍中，列举了CAI软件能够演示的一系列核心算法。这些算法覆盖了基本数据结构的插入、删除、查找等操作，也包括了复杂算法如汉诺塔问题、KMP算法、图的搜索和生成树算法等。通过这些算法的演示，学生可以清晰地看到算法的执行步骤和数据结构的变化过程，从而加深对数据结构及其算法的理解。
此外，软件还提供了对递归算法执行过程中栈变化状况的演示，帮助学生理解递归算法的工作原理。屏幕上的设计使得算法源代码、执行过程以及功能描述在视觉上被整合起来，提供了一种多维度的学习体验，这对学生的认知过程有显著的促进作用。
该论文所述的“数据结构”CAI软件的设计与实现，为数据结构课程的教学提供了一种新的视角和工具。通过直观的动态演示和合理的软件结构设计，学生可以更加直观地理解抽象的数据结构理论和复杂算法，有助于培养学生的实践能力和创新思维。软件的设计和实现展示了面向对象编程方法在教学软件开发中的优势，同时也为未来教育软件的发展提供了参考和借鉴。
