章节

理论目标

实践目标

课程思政

栈和队列

掌握栈的定义、两种存储结构的表示方法及基本操作的实现；掌握算术表达式的计算；掌握队列的定义，链队列、循环队列的基本操作的实现算法；了解栈在递归与非递归算法中的应用。

指导学生实现：算术表达式求解、停车场管理系统的项目开发过程：需求分析，整体流程设计，模块构建与组合，模拟测试，整理数据。

以国家提倡的“智慧城市”基础设施建设为导向，研究如何引导学生利用栈和队列的数据结构特点，解决城市有限空间与私家车数量激增的矛盾问题，为构建和谐社会献策。

串和匹配

掌握串的定义，模式匹配算法(BF和KMP)的理论思想、算法步骤和编码实现。比较两种模式匹配算法各自的优缺点。

指导学生实现：BF和KMP模式匹配算法结合实际项目开发：舆情和病毒检测的需求分析，整体流程设计，模块构建与组合，模拟测试，整理数据。

应对国家信息安全和公共卫生安全的要求，针对网络上不良言论和新型冠状病毒对社会带来的威胁，研究如何引导学生利用模式匹配算法来实现舆情分析和病毒检测的功能，解决安全领域的部分问题。

数组和广义表

掌握数组和广义表的定义和应用。重点掌握数组的顺序存储结构、矩阵的压缩存储的问题。

指导学生实现：稀疏矩阵的数据压缩算法，结合图像数据(矩阵)，初识一些识别算法。

基于人脸识别和车牌识别的门禁管理系统一直是创建新型智慧城市的重点任务之一。

树和二叉树

掌握树和二叉树的定义、性质、存储结构；掌握二叉树的遍历和运算；熟悉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。

指导学生实现：利用哈夫曼树和哈夫曼编码，编写文件压缩程序。掌握哈夫曼树构建和哈夫曼编码、及文件压缩的原理。

应对思政教育工作与大数据处理技术的融合问题，打造良好的思政传播环境，指导学生掌握一种文件压缩技术和手段，引导学生初探大数据技术中文件压缩技术的本质工作。

图型结构

掌握图的定义和基本术语，掌握图的各种存储结构及其构造算法，主要指邻接矩阵、邻接表和逆邻接表、边集数组。掌握图两种搜索路径的遍历：深度优先和广度优先搜索遍历。

指导学生实现：图的遍历、拓扑排序、最短路径等重要算法实现，基于这些基本算法，了解它们在电子地图、导航系统中的使用。

图型结构的各类基本算法一直被广泛地应用于电子地图、导航等系统开发。引导学生深入理解这类算法对民生和国家安全的重要性和战略价值。

查找和排序

掌握顺序表的查找方法，并能灵活应用；掌握散列表的构造方法，深刻理解散列表与其它结构的表的实质性的差别了；掌握各种排序方法的排序过程及其依据的原则；掌握各种排序方法的时间复杂度的分析方法。

指导学生实现：各种策略的查找和排序算法的优缺点和适用范围。利用部分算法完成某一领域信息检索系统(学生自选)的实现。

应对思政教育工作与大数据检索技术和信息安全技术的融合问题，指导学生掌握各种策略的查找和排序算法，帮助学生了解大数据检索技术和信息安全技术的本质。