《数据结构与算法》教学大纲课程类别（必修/选修）：学科专业必修课课程名称：数据结构与算法课程英文名称：DataStructuresandAlgorithms其中实验/实践学时：8总学时/周学时/学分：48/2/2先修课程：程序设计I、II计算机概论后续课程支撑：进阶面向对象程序语言、数据库原理与应用、游戏开发实务授课时间：3-18周周一1-3节授课地点：605机房授课对象：2024计技1班开课学院：粤台产业科技学院任课教师姓名/职称：时维宁/副教授答疑时间、地点与方式：1.每次课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式（实验楼215)：2.每次习题课，采用集中讲解方式课程考核方式：开卷（）闭卷（V）课程论文（）其它（V）-
1 《数据结构与算法》教学大纲 课程名称：数据结构与算法 课程类别（必修/选修）：学科专业必修课 课程英文名称：Data Structures and Algorithms 总学时/周学时/学分：48/2/2 其中实验/实践学时：8 先修课程： 程序设计 I、 II, 计算机概论 后续课程支撑： 进阶面向对象程序语言、数据库原理与应用、游戏开发实务 授课时间：3-18 周 周一 1-3 节 授课地点：605 机房 授课对象：2024 计技 1 班 开课学院：粤台产业科技学院 任课教师姓名/职称：时维宁 /副教授 答疑时间、地点与方式： 1.每次课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式 (实验楼 215)； 2.每次习题课，采用集中讲解方式 课程考核方式：开卷（）闭卷（✔）课程论文（）其它（✔）
使用教材：李冬梅，曲锦涛．数据结构（Python版）：北京：人民邮电出版社，2022.，ISBN：978-7-115-58066-5。教学参考资料：1. 《李冬梅。数据结构习题解析与实验指导（Python版）》北京：人民邮电出版社，2022.2.《算法设计与分析》清华大学出版社王晓东编著2003年1月第1版3.《大话数据结构》清华大学出版社程杰著2011年6月1日第1版4.《趣学数据结构》人民邮电出版社陈小玉2023年3月第1版线上：各精品资源共享课网站12.高校邦-综合能力提升在线学习平台（gaoxiaobang.com)Python科学计算https://imooc.gaoxiaobang.com/#/courses/detai/485653.优学院[2025Autumn|(DSA)DataStructures&Algorithms4.https:/courseweb.ulearning.cn/ulearning/index.html#/course/units?courseld-155553班课二维码2024计科（多媒体设计）课程概述数据结构与算法是计算机科学与技术专业的专业课。无论是计算科学还是计算实践，数据结构与算法都在其中扮演着重要角色。算法设计是计算机科学的一门分支学科，是软件技术的一个重要方向。数据结构与算法既是软件设计的关键，也是培养学生成为未来软件工程师所不可或缺的一门专业知识。数据结构与算法课程将语言程序设计、数据结构和计算方法等内容紧密地结合在一起，全面培养学生分析问题、解决问题的能力。这门学科的重点是在培养和培训学生学会经典算法方面的知识与应用，因此它对学生的专业发展具有极其重要的意义。课程目标本课程的教学目的是讲授在计算机应用中常常遇到的实际问题的解法，讲授设计和分析各种数据结构与算法的基本原理、方法和技术，培养学生对数据结构与算法复杂性进行正确分析的能力。知道数据结构与算法这门学科的性质、地位和独立价值。知道这门学科的研究范围、分析框架、研究方法、学科进展和未来方向。理解这门学科的主要概念，尤其是算法的时间复杂度和空间复杂度。初步学会运用数学的方法推导和证明算法的时间复杂度和空间复杂度。2
2 使用教材： 李冬梅, 曲锦涛．数据结构（Python 版）．北京: 人民邮电出版社, 2022． ，ISBN：978-7-115-58066-5。 教学参考资料： 1. 《李冬梅．数据结构习题解析与实验指导（Python 版）》北京: 人民邮电出版社, 2022． 2. 《算法设计与分析》清华大学出版社 王晓东编著 2003 年 1 月第 1 版 3. 《大话数据结构》清华大学出版社 程杰著 2011 年 6 月 1 日第 1 版 4. 《趣学数据结构》 人民邮电出版社 陈小玉 2023 年 3 月 第 1 版 线上： 1. 各精品资源共享课网站 2. 高校邦-综合能力提升在线学习平台 (gaoxiaobang.com) 3. Python 科学计算 https://imooc.gaoxiaobang.com/#/courses/detail/48565 4. 优学院[2025 Autumn ](DSA) Data Structures & Algorithms https://courseweb.ulearning.cn/ulearning/index.html#/course/units?courseId=155553 课程概述 数据结构与算法是计算机科学与技术专业的专业课。无论是计算科学还是计算实践，数据结构与算法都 在其中扮演着重要角色。算法设计是计算机科学的一门分支学科，是软件技术的一个重要方向。 数据结构与算法既是软件设计的关键，也是培养学生成为未来软件工程师所不可或缺的一门专业知识。 数据结构与算法课程将语言程序设计、数据结构和计算方法等内容紧密地结合在一起，全面培养学生分 析问题、解决问题的能力。这门学科的重点是在培养和培训学生学会经典算法方面的知识与应用，因此 它对学生的专业发展具有极其重要的意义。 课程目标 本课程的教学目的是讲授在计算机应用中常常遇到的实际问题的解法，讲授设计和分析各种数据结构与 算法的基本原理、方法和技术，培养学生对数据结构与算法复杂性进行正确分析的能力。 知道数据结构与算法这门学科的性质、地位和独立价值。知道这门学科的研究 范围、分析框架、研究方 法、学科进展和未来方向。 理解这门学科的主要概念，尤其是算法的时间复杂度和空间复杂度。 初步学会运用数学的方法推导和证明算法的时间复杂度和空间复杂度
掌握常用的经典算法，培养学生在软件设计时对算法设计的重视，并能够把所学的知识应用到具体的软件设计实践中课程内容和要求：这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。这四个层次的一般涵义表述如下：知道：是指对这门学科和教学现象的认知。理解：是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释，能提示所涉及到的教学现象演变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。掌握：是指运用已理解的教学概念和原理说明、解释、类推同类教学事件和现象。学会：是指能模仿或在教师指导下独立地完成某些教学知识和技能的操作任务，或能识别操作中的一般差错。课程基本要求是(1)掌握数据结构与算法的基本概念和理论。(2)掌握数据结构与算法技术和分析数据结构与算法以及数据结构与算法复杂性。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：课程教学目标支撑毕业要求指标点毕业要求目标1：1.工程知识1能够运用数学、基础科学、计算2.问题分析机科学与技术、基本美学、基础设（专业基础知识与创新能力）培养学生具备多媒体设计、动画制作、游戏开发、虚拟现实与增强现实5.使用现代工具计、多媒体、动画、游戏、虚拟现应用、文化创意设计等领域专业知识与技能，成为实与增强现实、文化创意等相关知专业技术人才，能以科学方法解决问题与进行创识，对多媒体设计间题具有解决能新。力。2能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，对于多媒体设计复杂问题进行识别与表送，并通过文献研究分析，以获得有效结论。5能够针对多媒体设计复杂问题，合理选用适当的技术、资源、现代工具，进行预测与模拟并做可行性分析。目标2：3.设计/开发解决方案3能够掌握多媒体设计、动画制作、4.研究（自我挑战能力与终身学习）培养学生具有自我挑游戏开发、虚拟现实与增强现实应战、独立思考、创新思维、组织管理、有效沟通、12终身学习用、文化创意设计等基础理论与技终身学习的能力。术，具有追求创新的意识，对多媒体设计问题提出创新解决方案。4能够熟悉多媒体设计、动画制作、游戏开发、虚拟现实与增强现实应用、文化创意设计等基本科学研究3
3 掌握常用的经典算法，培养学生在软件设计时对算法设计的重视，并能够把所学的 知识应用到具体的软 件设计实践中 课程内容和要求: 这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。这四个层次的一般涵义表述如下： 知道 : 是指对这门学科和教学现象的认知。 理解 : 是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释，能提示所涉及到的教学现象演 变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。 掌握 :是指运用已理解的教学概念和原理说明、解释、类推同类教学事件和现象。 学会 : 是指能模仿或在教师指导下独立地完成某些教学知识和技能的操作任务，或能识别操作中的一般 差错。 课程基本要求是 ⑴掌握数据结构与算法的基本概念和理论。 ⑵掌握数据结构与算法技术和分析数据结构与算法以及数据结构与算法复杂性。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： （专业基础知识与创新能力）培养学生具备多媒体 设计、动画制作、游戏开发、虚拟现实与增强现实 应用、文化创意设计等领域专业知识与技能，成为 专业技术人才，能以科学方法解决问题与进行创 新。 1.工程知识 2.问题分析 5.使用现代工具 1 能够运用数学、基础科学、计算 机科学与技术、基本美学、基础设 计、多媒体、动画、游戏、虚拟现 实与增强现实、文化创意等相关知 识，对多媒体设计问题具有解决能 力。 2 能够应用数学、自然科学和工程 科学的基本原理，对于多媒体设计 复杂问题进行识别与表达，并通过 文献研究分析，以获得有效结论。 5 能够针对多媒体设计复杂问题， 合理选用适当的技术、资源、现代 工具，进行预测与模拟并做可行性 分析。 目标 2: (自我挑战能力与终身学习）培养学生具有自我挑 战、独立思考、创新思维、组织管理、有效沟通、 终身学习的能力。 3.设计/开发解决方案 4.研究 12 终身学习 3 能够掌握多媒体设计、动画制作、 游戏开发、虚拟现实与增强现实应 用、文化创意设计等基础理论与技 术，具有追求创新的意识，对多媒 体设计问题提出创新解决方案。 4 能够熟悉多媒体设计、动画制作、 游戏开发、虚拟现实与增强现实应 用、文化创意设计等基本科学研究
方法，具有科学研究精神，为多媒体设计复杂问题提出有效研究手段并将问题有效解决。12终身学习：保持终身学习的习惯与态度，结合最新学习工具持续自我学习，以培养解决新型态问题的能力目标3:6.工程与社会6能够衡量多媒体设计复杂问题解（社会人文素养）提开学生服务社会的情操与人文11.项目管理决的工程手段所造成社会影响。素养，发挥团队合作精神，奉献社会国家及人类，11学会多媒体设计项目管理方法培养学生良好的职业道德与社会责任感。与技巧，能够合理分配资源做好项目管理。理论教学进程表教学模式学支撑主讲教（线教学方周次教学主题教学的重点、难点、课程思政融入点时作业安排课程师上/混法数目标合式/线下）重点：（1）数据结构的一些基本概念：数据、数据元素、数据的逻辑结构、物理结构等：（2）抽象数据类型的表示和实现：课前（3）算法的概念和特性：线下（4)算法时间复杂度和空间复杂度的分析。教材难点：线预（1）掌握数据结构的基本概念：目(2)理解数据结构的逻辑特性和存下习、绪论标储表示方法时维宁·第1章习题3（3）了解抽象数据类型：教课堂/（4）能够分析算法的时间复杂度和学讲授空间复杂度课程思政融入点：与上在概述中结合前沿应用重点介绍数据结构的研究对象和算法性能评价机练方法，通过介绍一个“好”算法的衡量标准来向学生传达大局意识，习统筹兼顾；另外强调这门课“怎么学”，在其中坚定学生实现关键核心技术自主可控的决心，将“大局意识”和“合作精神”融入到整门课的学习中。4
4 方法，具有科学研究精神，为多媒 体设计复杂问题提出有效研究手 段并将问题有效解决。 12 终身学习：保持终身学习的习 惯与态度，结合最新学习工具持续 自我学习，以培养解决新型态问题 的能力。 目标 3: （社会人文素养）提升学生服务社会的情操与人文 素养，发挥团队合作精神，奉献社会国家及人类， 培养学生良好的职业道德与社会责任感。 6.工程与社会 11.项目管理 6 能够衡量多媒体设计复杂问题解 决的工程手段所造成社会影响。 11 学会多媒体设计项目管理方法 与技巧，能够合理分配资源做好项 目管理。 理论教学进程表 周次 教学主题 主讲教 师 学 时 数 教学的重点、难点、课程思政融入点 教学 模式 （线 上/混 合式/ 线下) 教学方 法 作业安排 支撑 课程 目标 3 绪论 时维宁 2 重点： （1）数据结构的一些基本概念：数 据、数据元素、数据的逻辑结构、 物理结构等； （2）抽象数据类型的表示和实现； （3）算法的概念和特性； （4）算法时间复杂度和空间复杂度 的分析。 难点： （1）掌握数据结构的基本概念； （2）理解数据结构的逻辑特性和存 储表示方法； （3）了解抽象数据类型； （4）能够分析算法的时间复杂度和 空间复杂度 课程思政融入点： 在概述中结合前沿应用重点介绍数 据结构的研究对象和算法性能评价 方法，通过介绍一个“好”算法的 衡量标准来向学生传达大局意识， 统筹兼顾；另外强调这门课“怎 么 学”，在其中坚定学生实现关键核 心技术自主可控的决心，将“大局 意识”和“合作精神”融入到整门 课的学习中。 线 下 教 学 课前 线下 教材 预 习、 课堂 讲授 与上 机练 习 第 1 章习题 目 标 一
重点：（1）线性表的类型定义：（2）线性表的顺序表示和实现：（3）线性表的链式表示和实现（4）线性表的应用，如有序表的合并等：（5）Python标准库中的线性表。难点：（1)理解线性表的逻辑结构特性是数据元素之间存在着线性关系，在计算机中表示这种关系的两类不同的存储结构是顺序存储结构（顺序表）和链式课前存储结构（链表）熟练掌握这两类存储结构的措述方线下法及其不同存储结构上基本算法的实现；教材（2）掌握链表中的头结点、头指针和首元结点的区别及循环链表、双预线目向链表的特个习、点及其基本算法的实现：线性表标时维宁·第2章习题44-5（3）掌握有序表的合并算法，能够教课堂从时间和空间复杂度的角度比较顺二序和链式两学讲授种存储结构的不同特点，能够依据与上实际应用问题的需求选用合理的存储结构，能够研究、机练设计出有效的基于线性表的算法，并能够分析算法的性能：习（4)掌握Python标准库中的线性表列表list和元组 tuple的基本实现技术，能够使用1ist的常用方法完成线性表的基本操作。课程思政融入点：通过讨论顺序结构的“优劣”，向学生传达唯物辩证法基本观点：并在一元多项式的求和应用问题中，介绍秦九韶算法，通过介绍中国古代算法，增加学生的民族自豪感。重点：（1）栈的类型定义，栈的顺序存储和链接存储的表示和实现（2）栈的应用举例，如表达式求值课前算法：（3）栈与递归的实现：线下（4）队列的类型，队列的顺序存储教材（循环队列）和链接存储的表示和实现：预线（5)Python标准库中的栈和队列。目难点：下习、栈和队列标(1)·第3章习题时维宁6-74课堂掌握栈和队列的特点，并能够在相教三应的应用问题中正确选用不同的数学讲授据结构：（2）掌握栈的两种存储表示和算法与上实现，特别注意栈满栈空的条件：（3）掌握队列的两种存储表示和算机练法实现，特别注意队满队空的条件：习（4)能够利用栈来设计算法实现表达式求值：（5)深刻理解递归算法执行过程中栈的状态变化过程5
5 4-5 线性表 时维宁 4 重点： （1）线性表的类型定义； （2）线性表的顺序表示和实现； （3）线性表的链式表示和实现； （4）线性表的应用，如有序表的合 并等； （5）Python 标准库中的线性表。 难点： （1）理解线性表的逻辑结构特性是 数据元素之间存在着线性关系，在 计算机中表 示这种关系的两类不同的存储结构 是顺序存储结构（顺序表）和链式 存储结构（链表）， 熟练掌握这两类存储结构的描述方 法及其不同存储结构上基本算法的 实现； （2）掌握链表中的头结点、头指针 和首元结点的区别及循环链表、双 向链表的特 点及其基本算法的实现； （3）掌握有序表的合并算法，能够 从时间和空间复杂度的角度比较顺 序和链式两 种存储结构的不同特点，能够依据 实际应用问题的需求选用合理的存 储结构，能够研究、 设计出有效的基于线性表的算法， 并能够分析算法的性能； （4）掌握 Python 标准库中的线性 表列表 list 和元组 tuple 的基 本实现技术，能够使 用 list 的常用方法完成线性表的 基本操作。 课程思政融入点： 通过讨论顺序结构的“优劣”，向 学生传达唯物辩证法基本观点；并 在一元多项式 的求和应用问题中， 介绍秦九韶算法，通过介绍中国古 代算法，增加学生的民族自豪感。 线下教学 课前线下教材预习、课堂讲授与上机练习 第 2 章习题 目标二 6-7 栈和队列 时维宁 4 重点： （1）栈的类型定义，栈的顺序存储 和链接存储的表示和实现； （2）栈的应用举例，如表达式求值 算法； （3）栈与递归的实现； （4）队列的类型，队列的顺序存储 （循环队列）和链接存储的表示和 实现； （5）Python 标准库中的栈和队列。 难点： （1） 掌握栈和队列的特点，并能够在相 应的应用问题中正确选用不同的数 据结构； （2）掌握栈的两种存储表示和算法 实现，特别注意栈满栈空的条件； （3）掌握队列的两种存储表示和算 法实现，特别注意队满队空的条件； （4）能够利用栈来设计算法实现表 达式求值； （5）深刻理解递归算法执行过程中 栈的状态变化过程； 线下教学 课前线下教材预习、课堂讲授与上机练习 第 3 章习题 目标三
（6）掌握Python标准库中的collections.deque类的基本实现技术，能够使用collections.deque的常用方法完成队列的基本操作。课程思政融入点：队列作为一种常用的数据结.构，其特点是先进先出，其与日常生活中的排队情况本质一致，可引申到遵守社会秩序、尊重社会公德的层面，进而对学生进行社会主义核心价值观教育。“自由、平等、公正、法治”是从社会层面对社会主义核心价值观基本理念的凝练，法治是治国理政的基本方式，依法治国是社会主义民主政治的基本要求。它通过法制建设来维护和保障公民的根本利益，是实现自由平等、公平正义的制度保证。.递归思想是“数据结构”众多算法实现的一个基础。在讲解该思想时就可以把个人的所作所为抽象成递归最终的回溯结果，引申出的道理就是每个人的所作所为可能是渺小的，但所有重大的变革或发展都最终是众多个体努力的结果，进而可以教导学生培养脚踏实地的工匠精神，机会永远垂青的是有所准备的人。重点：（1)串的定义、存储结构和基本运算，串的模式匹配算法：（2)数组的顺序存储表示和寻址方式，特殊矩阵的压缩存储：（3）Python标准库中的数组和字符串。难点：（1)了解串的定义、存储结构和基课前本运算，掌握串的模式匹配BF算线下法：（2）掌握一维、二维和多维数组的教材寻址方式，掌握对称矩阵、三角矩阵和对角矩线预目阵等特殊矩阵的压缩存储：串、数组和广义下习、（3)掌握Python标准库中的几种标·第4章习题时维宁48表常用数组list、tuple、array的教课堂区别和各自的常用方法，掌握Python标准库中的字学讲授符串 str的常用方法。与上课程思政融入点：对于字符串的应用案例可以拓展网机练络入侵检测问题，讲解该问题时介绍信息安全的相关背景、应用和建习立网络安全检测的重要性及必要性，培养学生的家国情怀和科技报国的社会责任感：另外引入与串相关的《张邱建算经》百钱买百鸡间题、与数组相关的《九章算法》杨辉三角，介绍中国古今算法，增强学生的民族自豪感。6
6 （6）掌握 Python 标准库中的 collections.deque 类的基本实现 技术，能够使用 collections.deque 的常用方法完 成队列的基本操作。 课程思政融入点： 队列作为一种常用的数据结 构，其特点是先进先出，其与 日常生活中的排队情况 本质 一致，可引申到遵守社会秩 序、尊重社会公德的层面，进 而对学生进行社会主义核心 价值观教育。“自由、平等、 公正、法治”是从社会层面对 社会主义核心价值观基本理 念的凝练，法治是治国理政的 基本方式，依法治国是社会主 义民主政治的基本要求。它通 过法制建设来维护和保障公 民的根本利益，是实现自由平 等、公平正义的制度保证。 递归思想是“数据结构”众多 算法实现的一个基础。在讲解 该思想时就可以把个人的所 作所为抽象成递归最终的回 溯结果，引申出的道理就是每 个人的所作所为可能是渺小 的，但所有重大的变革或发展 都最终是众多个体努力的结 果，进而可以教导学生培养脚 踏实地的工匠精神，机会永远 垂青的是有所准备的人。 8 串 、数组和广义 表 时维宁 4 重点： （1）串的定义、存储结构和基本运 算，串的模式匹配算法； （2）数组的顺序存储表示和寻址方 式，特殊矩阵的压缩存储； （3）Python 标准库中的数组和字 符串。 难点： （1）了解串的定义、存储结构和基 本运算，掌握串的模式匹配 BF 算 法；（2）掌握一维、二维和多维数组的 寻址方式，掌握对称矩阵、三角矩 阵和对角矩 阵等特殊矩阵的压缩存储； （3）掌握 Python 标准库中的几种 常用数组 list、tuple、array 的 区别和各自的常用 方法，掌握 Python 标准库中的字 符串 str 的常用方法。 课程思政融入点： 对于字符串的应用案例可以拓展网 络入侵检测问题，讲解该问题时介 绍信息安全的相关背景、应用和建 立网络安全检测的重要性及必要 性，培养学生的家国情怀和科技报 国的社会责任感；另外引入与串相 关的《张邱建算经》百钱买百鸡问 题、与数组相关的《九章算法》杨 辉三角，介绍中国古今算法，增强 学生的民族自豪感。 线下教学 课前线下教材预习、课堂讲授与上机练习 第 4 章习题 目标二
重点：树和二叉树（1）树、二叉树的定义和术语，二叉树的性质，特殊的二叉树；（2)二叉树的顺序存储结构和链式存储结构：（3)二叉树的的前序、中序、后序、层次遍历方法和基本操作；（4）树和森林的定义，树的存储，树、森林与二叉树的转换：（5）树的应用，哈夫曼树及哈夫曼编码：（6）Python标准库中的树结构-堆。难点：（1）掌握树、二叉树的定义和相关术语，熟练掌握二叉树的性质和相课前应的证明方法（2)掌握二叉树的顺序存储结构和线下链式存储结构，熟练掌握二叉链表存储结构教材（3）熟练掌握二叉树创建、遍历的递归算法，能够灵活运用遍历算法预线目实现二叉树的其他操作：下习、9-1（4)了解树的各种存储结构及其特树和二叉树标·第5章习题时推于6点，掌握树和森林与二叉树的转换1课堂教二方法：（5）掌握哈夫受树的特性，熟悉掌学讲授握哈夫曼树的构造算法及哈夫曼编与上码算法：（6）掌握堆的基本定义，掌握机练Python 标准库的heapq模块和PriorityQueue模块的基本实现技习术，能够使用heapq和PriorityQueue的常用方法完成堆的基本操作。课程思政融入点根据树结构的特点引申出家族、家谱的概念，通过讲解家谱的发展历程，鼓励学生学习传统文化，辩证地传承传统文化，取其精华，去其糟柏。教育学生要爱自己的家，家庭成员要团结友爱，家庭是社会的细胞，一个个家庭的幸福才能组成国家的幸福。另一方面，祖国是我们共同的家，只有祖国强大了，我们才能有一个安定、团结的社会环境。因此爱家、爱家族、爱祖国是统一的，不能将他们割裂开来。重点：课前T（1）图的定义和术语：线下（2）图的两种存储结构：邻接矩阵和邻接表：教材线（3）图的两种遍历策略：深度优先目搜索和广度优先搜索：下预12-图标时维宁8（4）构造最小生成树的两种算法：·第6章习题教13习、普里姆算法和克鲁斯卡尔算法：-（5）两类求最短路径问题的算：迪学课堂杰斯特拉算法和弗洛伊德算法：（6）拓扑排序和关键路径。讲授难点：与上7
7 9-11 树和二叉树 时维宁 6 重点： 树和二叉树 （1）树、二叉树的定义和术语，二 叉树的性质，特殊的二叉树； （2）二叉树的顺序存储结构和链式 存储结构； （3）二叉树的的前序、中序、后序、 层次遍历方法和基本操作； （4）树和森林的定义，树的存储， 树、森林与二叉树的转换； （5）树的应用，哈夫曼树及哈夫曼 编码； （6）Python 标准库中的树结构- 堆。难点： （1）掌握树、二叉树的定义和相关 术语，熟练掌握二叉树的性质和相 应的证明方法； （2）掌握二叉树的顺序存储结构和 链式存储结构，熟练掌握二叉链表 存储结构； （3）熟练掌握二叉树创建、遍历的 递归算法，能够灵活运用遍历算法 实现二叉树的其他操作； （4）了解树的各种存储结构及其特 点，掌握树和森林与二叉树的转换 方法； （5）掌握哈夫曼树的特性，熟悉掌 握哈夫曼树的构造算法及哈夫曼编 码算法； （6）掌握堆的基本定义，掌握 Python 标准库的 heapq 模块和 PriorityQueue 模块的基本实现技 术，能够使用 heapq 和 PriorityQueue 的常用方法完成堆 的基本操作。 课程思政融入点： 根据树结构的特点引申出家族、家 谱的概念，通过讲解家谱的发展历 程，鼓励学生学习传统文化，辩证 地传承传统文化，取其精华，去其 糟粕。教育学生要爱自己的家，家 庭成员要团结友爱，家庭是社会的 细胞，一个个家庭的幸福才能组成 国家的幸福。另一方面，祖国是我 们共同的家，只有祖国强大了，我 们才能有一个安定、团结的社会环 境。因此爱家、爱家族、爱祖国是 统一的，不能将他们割裂开来。 线下教学 课前线下教材预习、课堂讲授与上机练习 第 5 章习题 目标二 12- 13 图 时维宁 8 重点： T（1）图的定义和术语； （2）图的两种存储结构：邻接矩阵 和邻接表； （3）图的两种遍历策略：深度优先 搜索和广度优先搜索； （4）构造最小生成树的两种算法： 普里姆算法和克鲁斯卡尔算法； （5）两类求最短路径问题的算：迪 杰斯特拉算法和弗洛伊德算法； （6）拓扑排序和关键路径。 难点： 线下教学 课前线下教材预习、课堂讲授与上 第 6 章习题 目标一
（1）掌握图的定义和术语：机练（2)掌握图的邻接矩阵和邻接表两种存储结构，理解实际问题的求解习效率与采用何种存储结构和算法有密切联系：（3)熟练掌握图的深度优先搜索和广度优先搜索的两种遍历策略：（4）掌握图的应用算法，包括：构造最小生成树的两种算法（普里姆算法和克鲁斯卡尔算法），两类求最短路径问题的算法（迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法）拓扑排序和关键路径，能够依据实际应用问题的需求选用合适的算法。课程思政融入点：在最小生成树的学习过程中，介绍城市之间修建高速公路或铺设管道的案例，而在讲解过程中可以就势引申出高铁修建、进藏公路建设、等内容，进而可以针对这些内容对学生进行相关的爱国主义精神教育，提升学生的民族自豪感，帮助学生形成正确的人生观和良好的职业素养，培养学生的工程素养，能够坚持职业操守和道德规范。对于最短路径、关键路径、拓扑排序等关键算法，了解发明者的生平和事迹，体会算法之美，认识数据结构和算法在计算学科中的重要作用，提倡工匠精神，激励创新和改造，培养学生探索未知终身学习的意识。重点：（1）查找的基本概念：（2)基于线性表的查找：顺序查找、折半查找、分块查找：（3)基于树表的查找：二叉排序树：（4）基于散列表的查找：散列表的基本概念，散列函数的构造方法、处理冲突的方法、散列表的查找与课前分析：（5）Python标准库中的集合、字线下典与散列函数。教材难点：（1）掌握查找的基本概念：预目（2)熟练掌握顺序表和有序表的查混查找14-习、找方法及其实现，掌握描述折半查标·第7章习题时维宁6合找过程的判15课堂定树的构造方法，了解分块查找：-式（3）熟练掌握二叉排序树的特性、讲授构造和查找方法：（4）熟练掌握散列表的构造方法、与上处理冲突的方法和查找方法，深刻机练理散列表与其他结构的表的实质性的差别，了习解各种散列函数的特点；（5）能够根据实际应用问题选用合适的查找算法，并按定义计算不同查找方法在等概率情况下查找成功时的平均查找长度ASL:（6）掌握Python标准库的集合、字典与散列函数的基本实现技术，8
8 （1）掌握图的定义和术语； （2）掌握图的邻接矩阵和邻接表两 种存储结构，理解实际问题的求解 效率与采用 何种存储结构和算法有密切联系； （3）熟练掌握图的深度优先搜索和 广度优先搜索的两种遍历策略； （4）掌握图的应用算法，包括：构 造最小生成树的两种算法（普里姆 算法和克鲁斯卡尔算法），两类求 最短路径问题的算法（迪杰斯特拉 算法和弗洛伊德算法）拓扑排 序和关键路径，能够依据实际应用 问题的需求选用合适的算法。 课程思政融入点： 在最小生成树的学习过程中，介绍 城市之间修建高速公路或铺设管道 的案例，而在讲解过程中可以就势 引申出高铁修建、进藏公路建设、 等内容，进而可以针对这些内容 对学生进行相关的爱国主义精神教 育，提升学生的民族自豪感，帮助 学生形成正确的人生观和良好的职 业素养，培养学生的工程素养，能 够坚持职业操守和道德规范。对于 最短路径、关键路径、拓扑排序等 关键算法，了解发明者的生平和事 迹，体会算法之美，认识数据结构 和算法在计算学科中的重要作用， 提倡工匠精神，激励创新和改造， 培养学生探索未知终身学习的意 识。 机练习 14- 15 查找 时维宁 6 重点： （1）查找的基本概念； （2）基于线性表的查找：顺序查找、 折半查找、分块查找； （3）基于树表的查找：二叉排序树； （4）基于散列表的查找：散列表的 基本概念，散列函数的构造方法、 处理冲突的方法、散列表的查找与 分析； （5）Python 标准库中的集合、字 典与散列函数。 难点： （1）掌握查找的基本概念； （2）熟练掌握顺序表和有序表的查 找方法及其实现，掌握描述折半查 找过程的判 定树的构造方法，了解分块查找； （3）熟练掌握二叉排序树的特性、 构造和查找方法； （4）熟练掌握散列表的构造方法、 处理冲突的方法和查找方法，深刻 理散列表与 其他结构的表的实质性的差别，了 解各种散列函数的特点； （5）能够根据实际应用问题选用合 适的查找算法，并按定义计算不同 查找方法在 等概率情况下查找成功时的平均查 找长度 ASL； （6）掌握 Python 标准库的集合、 字典与散列函数的基本实现技术， 混合式 课前线下教材预习、课堂讲授与上机练习 第 7 章习题 目标一
能够使用集合、字典与散列函数的常用方法完成查找的基本操作。课程思政融入点：在顺序查找、二叉排序树查找和散列表查找中给学生传达“提高效率”的思想，引导学生在解决复杂工程问题时尽量以节省时间和空间成本为目标来设计解决方案，将“统筹规划、大局意识”融入到课程难点讲授中。重点：（1）排序的基本概念，包括：正序，逆序，稳定性，排序方法的分类：（2）插入排序：直接插入排序、折半插入排序和希尔排序：（3）交换排序：冒泡排序和快速排序：（4）选择排序：简单选择排序和堆排序：（5）归并排序：2-路归并排序：（6）排序算法分析：计算各种排序算法的比较次数和移动次数，时间复杂度和空间复杂度的分析：（8)Python标准库中的排序方法。难点：(1)掌握排序的基本概念和排序方课前法的分类：（2）深刻理解不同排序方法的特线下点、适用情况、排序思想、具体排教材序过程、排序算法的实现预（3)能够分析各种排序方法的时间目混排序和空间复杂度。能够从关键字间的习、16-.标时维宁6比较次数和合·第8章习题17移动次数分析算法的最好情况、最课堂-式坏情况和平均情况的时间性能：理讲授解排序方法“稳定”或“不稳定”的含义：与上（4)能够根据实际应用问题选用合适的排序算法，并能够从时间和空机练间复杂度上习分析其排序的性能：（5）掌握Python 标准库的两种常用排序方法sort和sorted的区别，能够使用sort和 sorted 完成排序的基本操作。课程思政融入点：通过引入桥牌游戏间题、锦标赛制建立、螺钉与螺母问题向学生传“讲究秩序”的观念，实际生活中银行排队叫号系统根据各类情况进行排序，在指定位置享受一对一的服务，通过这种方式，巧妙减轻了银行的压力，增强了人们的秩序感，避免了由于人工排队引起的不必要的冲突，同时还能够使等待的人先去处理其他的事或者休息，极为人性化。合计：49
9 能够使用集合、 字典与散列函数的常用方法完成查 找的基本操作。 课程思政融入点： 在顺序查找、二叉排序树查找和散 列表查找中给学生传达“提高效率” 的思想，引 导学生在解决复杂工程问题时尽量 以节省时间和空间成本为目标来设 计解决方案，将 “统筹规划、大局意识”融入到课 程难点讲授中。 16- 17 排序 时维宁 6 重点： （1）排序的基本概念，包括：正序， 逆序，稳定性，排序方法的分类； （2）插入排序：直接插入排序、折 半插入排序和希尔排序； （3）交换排序：冒泡排序和快速排 序；（4）选择排序：简单选择排序和堆 排序； （5）归并排序：2-路归并排序； （6）排序算法分析：计算各种排序 算法的比较次数和移动次数，时间 复杂度和空 间复杂度的分析； （8）Python 标准库中的排序方法。 难点： （1）掌握排序的基本概念和排序方 法的分类； （2）深刻理解不同排序方法的特 点、适用情况、排序思想、具体排 序过程、排序 算法的实现； （3）能够分析各种排序方法的时间 和空间复杂度。能够从关键字间的 比较次数和 移动次数分析算法的最好情况、最 坏情况和平均情况的时间性能；理 解排序方法“稳定” 或“不稳定”的含义； （4）能够根据实际应用问题选用合 适的排序算法，并能够从时间和空 间复杂度上 分析其排序的性能； （5）掌握 Python 标准库的两种常 用排序方法 sort 和 sorted 的区 别，能够使用 sort 和 sorted 完成排序的基本操作。 课程思政融入点： 通过引入桥牌游戏问题、锦标赛制 建立、螺钉与螺母问题向学生传递 “讲究秩序”的观念，实际生活中 银行排队叫号系统根据各类情况进 行排序，在指定位置享受一对一的 服务，通过这种方式，巧妙减轻了 银行的压力，增强了人们的秩序感， 避免了由于人工排队引起的不必要 的冲突，同时还能够使等待的人先 去处理其他的事或者休息，极为 人性化。 混合式 课前线下教材预习、课堂讲授与上机练习 第 8 章习题 目标一 合计： 4
0实践教学进程表支撑学主讲教学周次课程实验项目名称重点、难点、课程思政融入点项目类型（验证/综合/设计）敏授时手段目标目时实验要求：能够分别以顺序表和单链表两种不同的线性表的基本操0上机实作存储结构创建一个学生表或图书表，并能够基于不5标维综合作。同的存储结构分别实现相关的创建、查找、插入、与作业J三+删除、排序等算法。目时实验要求：能够借助栈和队列的基本操作来解决某0.上机实作标维综合栈和队列的应用些实际应用问题，如表达式求值、迷宫间题、舞伴7与作业问题等。宁-目时标维Midterm ExamMidterm Review & Exam混合式上机考试102二宁目时实验要求：能够借助二叉树的基本操作来解决某些0上机实作标维二叉树的应用实际应用间题，如哈夫曼编码问题、利用表达式树综合12与作业5进行表达式求值的间题等。三宁目时上机实作实验要求：能够借助图的基本操作来解决某些实际14标图的应用雄综合1与作业应用问题，如最短路问题、最小生成树间题等。三宁目时0上机实作实验要求：能够根据实际应用问题选用合适的查找标16维综合查找算法的应用算法，并能够通过计算ASL分析其查找性能与作业5+-实验要求：能够根据实际应用问题选用合适的排序算法，并能够从时间和空间复杂度上分析其排序的性能。实验过程中的思政教学思想：以上教学内容和安排中实验环节包含了复杂的程序设计实验操作，将思政教育中对个人精神品格能力目时排序算法的的培养渗透到实验实践环节过程中也是专业课程进上机实作17标维综合行课程思政建设的重要途径。一方面是团队协作精/应用与作业神的培养，通过学生分组完成相关的实践作业，可宁以有效地提升学生团队精神，提高协作意识：而另一方面很多“数据结构”实践操作都需要学生从一个又一个的错误中走出来，对于学生克服困难，勇攀高峰的无畏精神塑造是非常有利的。这就要求指导实践操作的教师能因势利导，充分利用实践教学的有利契机，将思政教育的内容引入其中。目时验证Final Exam182Final Review & Exam标维10
10 0 实践教学进程表 周次 实验项目名称 主讲 教授 学 时 重点、难点、课程思政融入点 项目类型（验证/综合/设计） 教学 手段 支撑 课程 目标 5 线性表的基本操 作。 时 维 宁 0. 5 实验要求：能够分别以顺序表和单链表两种不同的 存储结构创建一个学生表或图书 表，并能够基于不 同的存储结构分别实现相关的创建、查找、插入、 删除、排序等算法。 综合 上机实作 与作业 目 标 三 7 栈和队列的应用 时 维 宁 0. 5 实验要求：能够借助栈和队列的基本操作来解决某 些实际应用问题，如表达式求值、 迷宫问题、舞伴 问题等。 综合 上机实作 与作业 目 标 一 10 Midterm Exam 时 维 宁 2 Midterm Review & Exam 混合式 上机考试 目 标 二 12 二叉树的应用 时 维 宁 0. 5 实验要求：能够借助二叉树的基本操作来解决某些 实际应用问题，如哈夫曼编码问题、利用表达式树 进行表达式求值的问题等。 综合 上机实作 与作业 目 标 三 14 图的应用 时 维 宁 1 实验要求：能够借助图的基本操作来解决某些实际 应用问题，如最短路问题、最小 生成树问题等。 综合 上机实作 与作业 目 标 三 16 查找算法的应用 时 维 宁 0. 5 实验要求：能够根据实际应用问题选用合适的查找 算法，并能够通过计算 ASL 分析其查找性能 综合 上机实作 与作业 目 标 一 17 排序算法的 应用 时 维 宁 1 实验要求：能够根据实际应用问题选用合适的排序 算法，并能够从时间和空间复杂度上分析其排序的 性能。 实验过程中的思政教学思想： 以上教学内容和安排中实验环节包含了复杂的程序 设计实验操作，将思政教育中对个人精神品格能力 的培养渗透到实验实践环节过程中也是专业课程进 行课程思政建设的重要途径。一方面是团队协作精 神的培养，通过学生分组完成相关的实践作业，可 以有效地提升学生团队精神，提高协作意识；而另 一方面很多“数据结构”实践操作都需要学生从一 个又一个的错误中走出来，对于学生克服困难，勇 攀高峰的无畏精神塑造是非常有利的。这就要求指 导实践操作的教师能因势利导，充分利用实践教学 的有利契机，将思政教育的内容引入其中。 综合 上机实作 与作业 目 标 一 18 Final Exam 时 维 2 Final Review & Exam 验证 目 标