高校教案模板.docx
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高校教案模板
福州理工学院
教案
课程名称
数据结构与算法设计
系(部)
信息工程系
教研室
计算机
授课教师
黄取治
职称
讲师
附件2:
教案(首页)
课程名称
数据结构与算法设计
学分
总计:
学时
讲授:
学时
上机:
学时
实验/训:
学时
其它:
学时
类别
(请打√)
□公共课□公共选修课□专业基础课□专业必修课□专业方向选修课□实验实训课(仅限本科)
□公共课□公共选修课□专业基础课□专业必修课□专业选修课□实验实训课(仅限高职)
授课对象(请打√)
□本科□高职□其他
使用教材
参考资料
(注明书名、主编、出版社、出版时间)
教学方法教学手段
考核方式
学生创新精神与实践能力的培养方法
数据结构与算法设计课程教案(续页)
授课时间
第1周
授课方式
(请打√)
□讲授□上机□实验/训□其它
课时
安排
授课题目(章节或单位课时):
第一章绪论
教学目的与要求(分了解、熟悉、掌握三个层次):
1.了解数据结构课程的重要性和课程的基本要求,以及本课程涵盖的内容;
2.掌握数据结构的基本概念;
3.理解算法描述和简单的算法分析。
教学重点与难点:
1.重点是数据结构的基本概念
2.难点是时间复杂度分析
教学内容
备注
1.从后序课(数据库、操作系统、编译原理、人工智能)的需要和考研两方面介绍数据结构课程的重要性。
2.通过三个例子讲解数据结构研究的内容。
3.介绍基本概念:
数据的三个层次,数据结构的三个要素,数据结构的分类,四种存储结构,抽象数据类型,算法,算法的五个特性,对算法设计的要求,算法描述和算法分析,时间复杂度和空间复杂度。
4.从“百钱买百鸡”(“一百元钱买一百支笔”)的算法例子说明选择算法的重要性:
方案1:
for(i=0;i<=100;i++)
for(j=0;j<=100;j++)
for(k=0;k<=100;k++)
if(i+j+k==100&&3*i+2*j+0.5*k==100)
printf(“i=%d,j=%d,k=%d”,i,j,k)
方案2:
for(i=0;i<=20;i++)
for(j=0;j<=34-i;j++)
if(3*i+2*j+(100-i-j)*0.5==100)
printf(“i=%d,j=%d,k=%d”,i,j,100-i-j);
方案1内层循环超过100万次,在某机器上运行了50分钟;方案2的if语句执行525次,运行了2秒钟,相差1500倍。
5.算法分析举例
(1)常量阶:
时间复杂度为O
(1)
++x;
s=0;
语句频度为1,时间复杂度为O
(1)。
for(j=1;j<=10000;++j)
{++x;s+=x;}
语句频度为10000,时间复杂度为O
(1)。
(2)对数阶:
时间复杂度为O(logn)
s=0;
for(j=1;j<=n;j*=2)
s++;
语句频度为logn,所以时间复杂度为O(logn)。
(3)线性阶:
时间复杂度为O(logn)
S=0;
for(j=1;j<=n;++j)
s++;
语句频度为n,所以时间复杂度为O(n)。
(4)时间复杂度为O(nlogn)
s=0;
for(j=1;j<=n;j*=2)
for(k=1;k<=n;++k)
s++;
时间复杂度为O(nlogn)
(5)平方阶:
时间复杂度为O(logn)
s=0;
for(j=1;j<=n;++j)
for(k=1;k<=n;++k)
s++;
语句频度为n2,所以时间复杂度为O(n2)。
s=0;
for(j=1;j<=n;j++)
for(k=1;k<=j;++k)
s++;
语句频度为n(n+1)/2,所以时间复杂度仍为O(n2)。
(6)立方阶:
时间复杂度为O(n3)
例:
矩阵乘法:
nxn
for(i=0;ifor(j=0;j{c[i][j]=0;//n2
for(k=0;kc[i][j]=c[i][j]+a[i][k]*b[k][j];//n3
}
说明:
各语句行后的数字是该语句重复执行的次数;
本算法时间复杂度为O(n3)
6.空间复杂度
算法原地(就地)工作:
若所用额外存储空间相对于输入数据量来说是常数,则称此算法为原地(就地)工作。
教案(末页)
复习思考题:
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