编写者:银朋 审核者:王泽民
课程代码 |
3080000103 |
课程名称 |
数据结构与算法 |
适用专业 |
软件工程 |
先修课程 |
高级语言程序设计(C语言) |
实验性质 |
非独立设课 |
开设学期 |
3 |
实验方式 |
上机操作 |
周数(学时) |
12 |
学 分 |
0.5 |
课程目标 |
(1)职业规范与道德修养:通过学习数据结构与算法的理论和实践知识,培养学生树立社会主义核心价值观,养成良好的职业规范和职业操守,具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。 (2)问题分析能力:能够应用掌握算法设计的步骤,具备独立思考和问题分析的能力,能够对任意数据结构的基本操作过程进行分析,具备完成算法描述和实现的能力。 (3)综合应用能力:具备深刻理解计算机数据的概念、数据类型的描述和实现;具备和掌握基本程序设计和实现的能力,能够结合所学理论知识和实践技能设计、开发综合性的算法来解决实际问题。 (4)沟通能力:让学生在学习和实践中通过分组合作而具备清晰的交流沟通能力和逻辑思维分析能力,能有效地理解计算机的各种数据类型及存储结构并提高分析和表达解决能力。 |
教学要求 |
(1)通过教师布置的任务,能够使用数据结构的基本知识和理论,分析任务中出现的问题和解决问题的方法; (2)能够针对教师布置的任务,设计满足任务要求的算法或软件系统,并能够在设计环节中体现创新意识; (3)掌握现代化工具的使用方法,熟练使用Dev-C++或其他C语言编译软件; (4)在实验过程中,拥有较好地沟通技巧和团队协作能力,能够就实验过程中出现的问题与教师、同学等进行有效沟通和交流; (5)具有自主学习和终身学习的意识,养成良好的学习习惯,具有不断学习、不断探索的精神和可持续性发展的能力。 |
一、实验的性质、目的和任务
1.实验的性质:
《数据结构与算法》实验是该课程的一部分,旨在通过实践性的编程实验来加深学生对理论知识的理解,提高学生的算法设计和编程能力。
2.实验的目的:
实验的主要目的是让学生通过编写实际的程序来理解和掌握数据结构和算法的应用。实验过程中,学生需要设计和实现各种数据结构和算法,分析算法的时间和空间复杂度,评估算法的效率,并解决实际问题,将所学知识应用于实际问题的解决中。
3.实验的任务:
(1)掌握在C语言的开发环境中,编辑、编译、运行程序的操作,能够及时发现程序错误、错误原因及错误所在,并改正错误;掌握单步调试技术,包括单步运行、设置断点、查看变量运行时值等,发现并改正程序逻辑错误。
(2)验证线性表、栈、队列、树等数据结构的存储结构及各种操作的实现算法,给出多种运行结果并分析比较,深入理解并巩固数据结构的基础理论和算法设计的基本原则。
(3)熟练运用数据结构的基础理论和算法设计的基本原则,设计针对各实验基础知识的应用程序,运行程序并获得正确结果;分析运行结果,分析算法效率及性能,给出提高算法效率的解决方法,积累程序设计经验。
(4)编写实验报告,记录实验过程和结果,对实验进行总结和评价。实验报告应该清晰地描述实验的目的、过程和结果,并对学生自己的编程能力、算法设计和解决问题的能力进行客观评价。
二、实验的基本内容和要求
序号 |
实验项目 |
天数 (学时数) |
实验属性 |
内容与要求 |
1 |
线性表 |
3 |
验证性 |
内容:验证教材中线性表链式存储结构的基本操作,设计并实现指定操作的算法,并做算法分析。 要求:按照实验报告要求,以小组合作的形式完成该实验,并附上代码与运行截图。 |
2 |
栈 |
3 |
验证性 |
内容:验证教材中栈的基本操作,掌握栈的“先入后出”操作特点,掌握栈空、栈满的判断条件。 要求:按照实验报告要求,以小组合作的形式完成该实验,并附上代码与运行截图。 |
3 |
队列 |
3 |
验证性 |
内容:验证教材中队列的基本操作和编程实现,认识队列是在一端进行插入,在另一端进行删除集中操作的线性结构,掌握队列的“先入先出”操作特点,知道判断队列空和满的条件,进一步熟悉C语言中指针操作。 要求:按照实验报告要求,以小组合作的形式完成该实验,并附上代码与运行截图。 |
4 |
树 |
3 |
验证性 |
内容:验证二叉树的链式存储结构和实现,设计并实现遍历树和指定操作算法,并做算法分析。 要求:按照实验报告要求,以小组合作的形式完成该实验,并附上代码与运行截图。 |
三、主要仪器设备及材料
计算机、Dev-C++或其他C语言编译软件。
四、实验的考核办法
根据完成情况和实验报告给出实验成绩,占平时成绩的40%。
五、指导书与参考资料
指导书:
数据结构(C语言版)(第2版),严蔚敏、李冬梅主编,人民邮电出版社,2021年12月。
参考资料:
《数据结构——C语言描述(慕课版)》,张同珍主编,人民邮电出版社,2018年8月第1版。
《数据结构习题解析与实验指导》,李冬梅主编,人民邮电出版社,2021年5月第1版。