2024精选算法与程序设计教案CATALOGUE目录•课程介绍与目标•基本算法思想•数据结构与基本操作•排序与查找技术•程序设计技巧与方法•经典问题解析与实战演练•课程总结与展望01课程介绍与目标算法是一组明确、可执行的指令，用于解决特定问题或完成特定任务。它具有明确性、有限性、输入项、输出项和有效性等特性。算法的定义与特性程序设计是运用计算机语言编写程序的过程，涉及数据结构、算法、编程语言和软件开发工具等方面的知识。程序设计的基本概念算法是程序设计的核心，为程序提供逻辑和解决问题的方法；程序设计则是将算法具体化为计算机可执行的程序的过程。算法与程序设计的关系算法与程序设计概述课程目标与要求010203掌握基本的数据结构及其操作算法；熟悉常用的算法设计策略和优化方法；知识与技能目标课程目标与要求01具备运用所学知识解决实际问题的能力。02过程与方法目标通过案例分析、实践编程等方式，培养学生分析问题和解决问题的能力；03010203引导学生主动探究、合作学习，培养其自主学习和终身学习的意识。情感态度与价值观目标培养学生的计算思维和创新意识；课程目标与要求增强学生的团队协作精神和沟通能力；提高学生的信息素养和综合素质。课程目标与要求参考资料《算法》（第四版），RobertSedgewick等著，人民邮电出版社；MOOC课程、在线编程平台等资源。《数据结构与算法分析》（C语言描述），MarkAllenWeiss著，机械工业出版社；教材：《算法导论》（第三版），ThomasH.Cormen等著，机械工业出版社；教材及参考资料02基本算法思想03枚举算法的优缺点优点是算法简单易懂，缺点是当问题规模较大时，枚举所有可能解的时间复杂度较高，效率低下。01枚举算法的基本思想通过一一列举问题的所有可能解，并逐一检验它们是否满足问题的约束条件，从而得到问题的解。02枚举算法的应用场景适用于问题规模不大，且可能解的数量在可接受范围内的情况。枚举算法贪心算法的应用场景适用于具有贪心选择性质和最优子结构性质的问题。贪心算法的优缺点优点是能够得到问题的局部最优解，且通常效率较高；缺点是可能无法得到问题的全局最优解。贪心算法的基本思想在每一步选择中都采取在当前状态下最好或最优（即最有利）的选择，从而希望导致结果是最好或最优的。贪心算法分治算法的基本思想将一个难以直接解决的大问题，分割成一些规模较小的相同问题，以便各个击破，分而治之。分治算法的应用场景适用于具有最优子结构性质的问题，且子问题的解可以合并得到原问题的解。分治算法的优缺点优点是能够将复杂问题简单化，降低问题求解的难度；缺点是当子问题数量过多时，可能会导致较高的时间复杂度。分治算法将问题分解为若干个子问题，通过求解子问题的最优解来得到原问题的最优解。动态规划的基本思想适用于具有重叠子问题和最优子结构性质的问题。动态规划的应用场景优点是能够避免重复计算子问题，提高算法效率；缺点是需要额外的空间来存储子问题的解，空间复杂度较高。动态规划的优缺点动态规划03数据结构与基本操作介绍线性表的基本概念，包括元素、长度、位置等，阐述线性表的顺序性和有限性。线性表的定义与性质讲解线性表的顺序存储方式，即通过一维数组来表示线性表，并分析其空间性能和时间性能。线性表的顺序存储结构介绍线性表的链式存储方式，包括单链表、双向链表和循环链表等，详细讲解链表节点的结构和链表的基本操作。线性表的链式存储结构通过实例演示线性表在解决实际问题中的应用，如多项式相加、一元多项式求值等。线性表的应用举例线性表及其操作123阐述栈的基本概念，包括栈顶、栈底、入栈和出栈等，介绍栈的顺序存储和链式存储方式。栈的定义与基本操作讲解队列的基本概念，包括队头、队尾、入队和出队等，介绍队列的顺序存储和链式存储方式。队列的定义与基本操作通过实例演示栈和队列在解决实际问题中的应用，如表达式求值、括号匹配、迷宫问题等。栈和队列的应用举例栈和队列及其应用树和二叉树基本操作树的基本概念与性质介绍树的基本概念，包括节点、边、路径、度等，阐述树的层次性和无序性。二叉树及其性质讲解二叉树的基本概念，...
