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关于数据结构相关论文范本,与“数据结构”教学与教材相关论文范文
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,用类图方式总结了各种经典的抽象数据类型在教材中的相互关系.最后一本《算法与数据结构》参考了KurtMehlhorn等人的观点,把“数据结构”定义为“抽象数据类型的物理实现”.提出“物理实现”的意图是强调本课程关心的“实现”应具体到可以用计算机的两个最重要的物理量（主机的运行时间和内存的存储空间）来权衡.这一观点突出了抽象数据类型在数据结构教学中的地位,包含了数据结构与面向对象技术的内在联系.使读者可以从更高的层次理解数据结构与算法的关系,也容易解释数据的逻辑结构、存储结构与运算的三者关系.
后两本教材都反映了20世纪90年代的理解水平.其共同之处是：都强调了数据结构是“抽象数据类型的实现”,前一本使用的是面向对象的实现方法,而后一本为了突出讲解实现的物理效率,没有采用面向对象的方法.
2.教材内容既要相对稳定又要逐步更新
需要指出的是,尽管计算机科学的发展使得数据结构的地位和作用产生了许多变化,但是数据结构学习的目的并没有大的改变.所以教材的内容是基本稳定的.
第一本教材按“逻辑结构、存储结构、运算和应用”四个层次的结构组建架构.全书共18章,除第一章概论外分为四大部分：第一部分是线性结构,包括顺序表、链表与动态存储管理、串、内排序和线性表的检索等五章；第二部分是树形结构,包括树形结构的概念、树形结构的存储、二叉树周游算法、树目录和树形结构的其他应用等五章；第三部分是复杂结构,包括图和多维数组与广义表两章；第四部分是文件结构,包括顺序文件、散列文件、索引顺序文件、倒排文件和外排序等五章.全书概念清楚、内容丰富、体系完整.
第二本作为自学考试教材,内容在第一本的基础上加以精简,并增加集合与字典结构,把检索归入集合的基本运算.在结构上更加强调基础、突出重点、适合自学.全书共分8章.第一章通过分析一个实际问题的求解过程,引入抽象数据类型、数据结构和算法等重要概念作为全书的引论；第二章到第五章分别讨论了表、树、集合和图等常见的各种数据结构,一般均以抽象数据类型引路,重点讨论抽象数据类型在计算机中各种不同的实现方法；第六章对链接表示所需要的动态存储管理问题作了系统的阐述；第七章综述了外存上数据结构的各种组织方式；第八章给出内排序和外排序的各种算法.
第三本由于采用了面向对象的方法,在内容上做了较大调整.增加了面向对象的方法入门和优先队列.全书共分12章：第一章,绪论；第二章,C++与面向对象初步；第三章,字符串,本章定义了一种更安全可靠的字符串类型,同时也以字符串做例子,讨论数据抽象和封装的有关问题；第四章,向量,本章建立了一种安全可靠的向量数据类型,还给出了几个主要的向量排序算法；第五章,动态数据结构——链表,主要讨论了各种常用的链表结构及其实现方法；第六章,栈和队列,介绍了栈和队列的抽象概念、具体实现及其应用；第七章,树和二叉树,介绍了树和二叉树的概念,重点介绍二叉树的实现及树结构用于快速检索的一些技术；第八章,优先队列,主要介绍了堆和斜堆的概念以及通过它们实现优先队列的方法；第九章,集合和字典；第十章,散列表；第十一章,图；第十二章,文件.在附录中用类图方式给出本书介绍的主要抽象数据类型及其相互关系图.
第四本书作为北京大学主干课“算法与数据结构”的通用教材.全书共分以下10章.第一章绪论；第二章线性表；第三章字符串；第四章栈与队列；第五章二叉树与树；第六章集合与字典；第七章高级字典结构；第八章排序,第九章图；第十章算法分析与设计,主要给读者概括地介绍算法的分析和设计的主要技术.本书在编写中注意到知识模块的独立性和相关性,不同专业的学生可以根据不同的需要进行组合使用.
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在我们后编写的两本教材中,都大幅度减少了存储管理和文件系统的内容,其主要原因是它们应该分别属于“操作系统”和“数据库”的教学范围.“文件系统”又称“
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3.算法描述语言要配合教学的需要
数据结构的教学内容原本独立于任何一种特定的程序设计语言,但是这门课程的教与学又离不开程序设计语言的支持.在这里语言是一种教学的工具.工具的选择应该有利于表达数据结构的基本思想与算法的设计方法,有利于算法的分析与设计,并且简单明了,便于老师讲学和学生理解.前面讲的四本教材,因为在不同的时期创作,根据不同的学术观点,针对不同的读者,所以也选择了不同的算法描述语言.
在编写第一本教材时,由于国内当时主要流行的程序设计语言是Basic、Fortran和Algol60,它们不合适于描述数据结构中的许多算法,为此我们在书的附录中给出“关于书写算法的若干规定”,除了过程语言允许的基本的控制语句外,还为描述链表操作和存储管理引进了一些专用过程,以便于描述动态的存储分配和内存空间的管理功能.第二本教材根据“算法+数据结构等于程序”的观点编写,当时N.Wirth教授提出的Pascal语言已经在国内流行.它的指针可以方便地描述链表的操作,但是在描述存储管理时显得不够灵活.所以该书对其进行了简单的扩充并加入汉字的注释,称为伪Pascal语言.
第三本教材采用面向对象的设计方法讲解数据结构的内容.所以首选当前国内最流行的面向对象的程序设计语言C++来描述.学生在学习数据结构的同时,又加深了对于面向对象方法的理解,提高了使用C++语言编程的能力.
使用了良好的面向对象的C++描述,程序表面的可读性很好,但内涵十分丰富,例如各种构造函数和析构函数的自动选择和运行,各种继承和多态功能的动态处理等,所以要具体分析一个独立算法的时间和空间的代价往往比较困难.而这些内容恰恰是学习数据结构的一个重要目标,也是许多专业学生学习计算机的主要因素.加上教学计划安排的课程顺序、学时要求等因素,所以我们在编写第四本教材时选择了C语言描述.
C语言虽然是一个小语言,但具有丰富的表达能力,这使它简单、易学,又能满足基本的教学需求.另外,C语言是一个过程语言,用它描述的算法语义清晰、确定可行.特别重要的是,C比较低级,使用C描述的算法,其时间和空间代价分析最直观、准确.
四、精品教材应该精益求精
如前所述,我们希望所编的教材与时俱进,跟上计算机科学的发展步伐,使得每本教材独具特色、体系完整、结构合理.与此同时,著者对教材的每个重要环节,包括概念的定义、思想的陈述、难点的分解、算法的设计与分析方法以及教学的方法甚至书面排版的格式等,都经过认真的考虑和细心的安排.下面举几个简单的例子,从中可见一斑.
1.概念准确,语言流畅
对于基础课的教材,概念准确是十分重要的.然而由于计算机科学十分年轻,发展又快,使得许多概念在文献中没有统一的定义.例如“文件”和“记录̶
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