算法竞赛入门经典授课教案第6章数据结构基础.doc

算法竞赛入门经典授课教案第6章数据结构基础 本章主要介绍基础数据结构，包括线性表、二叉树和图。线性表是所有元素排成一行的数据结构，重要的算法和数据结构的基础。栈和队列是两种特殊的线性表。栈是一种先进后出的数据结构，队列是一种先进先出的数据结构。 6.1 栈和队列 栈是一种先进后出的数据结构，可以用数组或链表实现。栈的操作包括push（入栈）、pop（出栈）和top（获取栈顶元素）。栈的实现可以用数组或链表，数组实现需要注意栈溢出和栈为空的情况。 队列是一种先进先出的数据结构，可以用数组或链表实现。队列的操作包括enqueue（入队）、dequeue（出队）和front（获取队首元素）。队列的实现可以用数组或链表，数组实现需要注意队列溢出和队列为空的情况。 6.2 链表 链表是一种动态分配的数据结构，可以实现线性表和栈队列。链表的节点包括数据域和指针域，数据域存储数据，指针域存储下一个节点的地址。链表的操作包括插入、删除和遍历。 6.3 二叉树 二叉树是一种树形结构，节点包括数据域和左右子树的指针域。二叉树的操作包括插入、删除和遍历。二叉树的遍历方式包括先序、中序和后序遍历。 6.4 图 图是一种复杂的数据结构，包括节点和边。图的操作包括添加节点、删除节点、添加边和删除边。图的遍历方式包括深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。 教学目标： （1）熟练掌握栈和队列及其实现。 （2）了解双向链表及其实现。 （3）掌握对比测试的方法。 （4）掌握随机数据生成方法。 （5）掌握完全二叉树的数组实现。 （6）了解动态内存分配和释放方法及其注意事项。 （7）掌握二叉树的链式表示法。 （8）掌握二叉树的先序、后序和中序遍历和层次遍历。 （9）掌握图的 DFS 及连通块计数。 （10）掌握图的 BFS 及最短路的输出。 （11）掌握拓扑排序算法。 （12）掌握欧拉回路算法。 教学要求： 掌握栈和队列及其实现。 掌握对比测试的方法。 掌握随机数据生成方法。 掌握完全二叉树的数组实现和链式表示法。 掌握二叉树的先序、后序和中序遍历和层次遍历。 掌握图的 DFS 和 BFS 遍历。 掌握拓扑排序算法。 掌握欧拉回路算法。 教学重点、难点： 教学重点： （1）掌握栈和队列及其实现。 （2）掌握对比测试的方法。 （3）掌握随机数据生成方法。 （4）掌握完全二叉树的数组实现和链式表示法。 （5）掌握二叉树的先序、后序和中序遍历和层次遍历。 （6）掌握图的 DFS 和 BFS 遍历。 （7）掌握拓扑排序算法和欧拉回路算法。 教学难点： （1）掌握完全二叉树的数组实现和链式表示法。 （2）掌握二叉树的先序、后序和中序遍历和层次遍历。 （3）掌握图的 DFS 和 BFS 遍历。 （4）掌握拓扑排序算法和欧拉回路算法。 课时安排： 共 9 学时 6.1 栈和队列 1 学时 6.2 链表 1 学时 6.3 二叉树 2 学时 6.4 图 2 学时 6.5 综合练习 3 学时