注重“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中的承前啟后

摘要：本文說明了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中如何注重承前啟后，文中以單鏈表插入算法教學(xué)為實(shí)例具體說明了在教學(xué)中同一章的內(nèi)容之間如何注重承前啟后，同時(shí)說明了在講授單鏈表、有序表的歸并、查找等內(nèi)容時(shí)，如何注重各章內(nèi)容之間的承前啟后。

關(guān)鍵詞：單鏈表；插入；承前啟后

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1引言

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課，是我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)位課程以及報(bào)考該專業(yè)研究生必考課程，因此學(xué)生對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課普遍比較重視。但由于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的特點(diǎn)是概念多、綜合性強(qiáng)、技巧性強(qiáng)，往往學(xué)生感到花了不少時(shí)間和精力，學(xué)習(xí)效果不象有些課程那么明顯，特別是感到理解書上的內(nèi)容并不難，課上也都聽得懂，可是一做算法設(shè)計(jì)題就無從下手，寫出的算法結(jié)構(gòu)不清晰、效率低下，根據(jù)課程內(nèi)容編寫上機(jī)題更是困難重重。部分同學(xué)進(jìn)而感到“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”難學(xué)，甚至少數(shù)同學(xué)對學(xué)好該課程喪失信心。究其原因，主要是學(xué)生對所學(xué)知識的掌握是片面的、支離破碎的，沒有能將所學(xué)知識融會貫通，靈活應(yīng)用。

筆者在多年的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中不斷探索、吸取和總結(jié)教學(xué)理論和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)過程中注意承前啟后，善于總結(jié)，把課程中各章之間的內(nèi)容、每章各小節(jié)之間的內(nèi)容串起來，從而利于學(xué)生的理解和掌握，取得了良好的教學(xué)效果。

2教學(xué)中注重同一章的內(nèi)容之間承前啟后

在進(jìn)行每一章教學(xué)時(shí)，注重內(nèi)容的前后聯(lián)系，承前啟后。在學(xué)習(xí)一個(gè)新的知識點(diǎn)時(shí)，盡量由學(xué)生已經(jīng)熟悉的內(nèi)容引入，過渡到新的知識點(diǎn)。就像一個(gè)人挑擔(dān)子一樣，一下子挑很重的擔(dān)子是不行的，每天增加一點(diǎn)，天長日久，可挑的擔(dān)子就會越來越重而不會感到吃力。同樣在教學(xué)中也應(yīng)該是讓學(xué)生總是在已學(xué)知識的基礎(chǔ)上認(rèn)識學(xué)習(xí)新知識，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)就不會感到吃力，同時(shí)通過已學(xué)知識引入新知識，更加深了學(xué)生對前面知識的理解，使原來可能模糊的概念變得清晰。在學(xué)完每個(gè)新的知識點(diǎn)后，盡量介紹一下它和后面的聯(lián)系，以后那些地方我們會用到它，這樣，學(xué)生覺得這些內(nèi)容以后需要用，就學(xué)得格外認(rèn)真，同時(shí)也對將來要學(xué)的內(nèi)容作了預(yù)習(xí)。

下面以單鏈表中插入算法的教學(xué)為例，談?wù)劰P者的具體做法。

2.1單鏈表的存儲結(jié)構(gòu)

typedefstructLnode {

ElemTypedata;

Struct Lnode*next;

}Lnode，*Linklist;

2.2在單鏈表中插入一個(gè)結(jié)點(diǎn)

在單鏈表中某結(jié)點(diǎn)p后面插入結(jié)點(diǎn)s，如圖1所示。

插入算法為：

new(s); s->data=x;

s->next=p->next; p->next=s;

一般教材往往只介紹向單鏈表中插入一個(gè)結(jié)點(diǎn)的算法，學(xué)生一般都能把插入算法搞得很清楚，但是他們不能把所學(xué)的內(nèi)容前后聯(lián)系起來，做習(xí)題時(shí)不善于用已學(xué)的知識來解決問題。產(chǎn)生這種問題的原因是學(xué)生沒吃透書中的內(nèi)容。在教學(xué)時(shí)為了拓寬學(xué)生的思路，筆者接下來介紹在單鏈表的頭結(jié)點(diǎn)后面插入一個(gè)結(jié)點(diǎn)s，如果從一個(gè)空鏈表開始反復(fù)地在頭結(jié)點(diǎn)后向單鏈表中插入結(jié)點(diǎn)，就用前插法建立了一個(gè)鏈表；筆者還介紹了在單鏈表的尾上插入一個(gè)結(jié)點(diǎn)s，如果從只有一個(gè)頭結(jié)點(diǎn)的空鏈表開始，反復(fù)地向單鏈表的表尾插入結(jié)點(diǎn)，也就用尾插法建立了一個(gè)鏈表；在后面講解建立單鏈表的兩種方法前插法和尾插法時(shí)就很自然地由已學(xué)的知識過渡到新的知識點(diǎn)。

2.3建立單鏈表

建立單鏈表有前插法和尾插法兩種方法。

對于前插法，先建立一個(gè)帶頭結(jié)點(diǎn)的空鏈表，然后依次反復(fù)生成新結(jié)點(diǎn)并插入到頭結(jié)點(diǎn)后，如圖2所示。

前插法的算法為：

Void Create_List_Front(Linklist head，int n){

//前插法建立單鏈表

new ( head);p=head;

head->next=NULL;

For (i=n; i>0;--i){

new(s);

s->data=x;// 生成新結(jié)點(diǎn)

s->next=p->next; p->next=s; // 插入到表頭

}

}// Create_List_Front

對于尾插法，首先生成一個(gè)頭結(jié)點(diǎn)，然后依次反復(fù)生成新結(jié)點(diǎn)并插入到表尾，最后把表尾的指針域置空，如圖3所示。

后插法的算法為：

void Create_List_Back(Linklist head，int n){

//尾插法建立單鏈表

new ( head); p=head;

For (i=0; i

new(s);

s->data=x;// 生成新結(jié)點(diǎn)

p->next=s;// 插入到表尾

p=s;// 修改尾指針

}

p->next=NULL;

}// Create_List_Back

由單鏈表的建立引申出單鏈表的逆置，單鏈表的逆置方法就是利用單鏈表的建立的前插法，只不過表中的結(jié)點(diǎn)已經(jīng)存在無需再生成，引導(dǎo)學(xué)生由已知的知識過渡到新的知識，把所學(xué)知識學(xué)通、學(xué)活，題目就會做。

2.4單鏈表的逆置

void inverse(linklist head) //單鏈表的逆置算法

{ p=head->next;//指針p指向單鏈表的第一個(gè)結(jié)點(diǎn)，

head->next=1;//先置表為帶頭結(jié)點(diǎn)head的空表

while p do

{ s=p; // 指針s指向待插入的結(jié)點(diǎn)

p=p->next;//指針p后移

s->next=head->next;

head->next=s;//把s所指的結(jié)點(diǎn)插入到head后

}

}

以上幾點(diǎn)掌握后，引導(dǎo)學(xué)生在做習(xí)題時(shí)盡量利用已學(xué)的內(nèi)容來解決問題，一些單鏈表的經(jīng)典習(xí)題就很容易解了。例如，在學(xué)了單鏈表的逆置算法和兩個(gè)單鏈表的歸并算法后，可以解決這樣一個(gè)習(xí)題：把兩個(gè)遞增有序表歸并為一個(gè)遞減有序表，要求利用原表結(jié)點(diǎn)的空間構(gòu)造新表。這個(gè)習(xí)題的難度系數(shù)為4，同學(xué)初看這個(gè)題目感到無從下手，仔細(xì)分析一下就會發(fā)現(xiàn)只需將前面所學(xué)內(nèi)容綜合起來就可以了。

通過講解單鏈表的插入算法，引申出單鏈表的建立、逆置、兩個(gè)單鏈表的歸并等問題，從而使學(xué)生對在單鏈表中插入結(jié)點(diǎn)這個(gè)知識點(diǎn)能夠融會貫通，從而解決與插入結(jié)點(diǎn)算法有關(guān)的一類問題。

在講解了單鏈表中結(jié)點(diǎn)的插入和刪除后，進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生，如果插入和刪除都在鏈表頭結(jié)點(diǎn)處，也就是下一章要學(xué)習(xí)的鏈?zhǔn)綏５娜霔：统鰲Ａ恕Ｈ绻迦虢Y(jié)點(diǎn)總是在鏈表的尾結(jié)點(diǎn)處，刪除結(jié)點(diǎn)總在鏈表頭結(jié)點(diǎn)處，也就是下一章要學(xué)習(xí)的鏈?zhǔn)疥?duì)列的入隊(duì)和出隊(duì)。把在單鏈表中插入和刪除結(jié)點(diǎn)的知識和鏈?zhǔn)綏＜版準(zhǔn)疥?duì)列相聯(lián)系，對后一章棧和隊(duì)列的內(nèi)容進(jìn)行了預(yù)習(xí)。在后面講到棧和隊(duì)列時(shí)學(xué)生很自然會將前面學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用到新知識中。

3教學(xué)中注重各章內(nèi)容之間的承前啟后

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的內(nèi)容，粗看看就是介紹幾種典型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，學(xué)生往往很難把各章之間的內(nèi)在聯(lián)系吃透。在教學(xué)中如果注重內(nèi)容的前后聯(lián)系，把各章前后內(nèi)容盡量聯(lián)系起來，學(xué)生對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”內(nèi)容的理解就會全面、深刻。

例如，以單鏈表為主線將各個(gè)知識點(diǎn)串起來，單鏈表應(yīng)該是全書的重點(diǎn)，在許多地方都用到。從不帶頭結(jié)點(diǎn)的單鏈表、帶頭結(jié)點(diǎn)的單鏈表，到單向循環(huán)鏈表、雙向循環(huán)鏈表，以及棧和隊(duì)列的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，其中的變化都是漸漸的。而數(shù)組的十字鏈表、樹的孩子鏈表、圖的鄰接表、有向圖的十字鏈表、無向圖的鄰接多重表、哈希表處理沖突的鏈地址法都是多個(gè)單鏈表的應(yīng)用。在講解前面單鏈表的內(nèi)容時(shí)注意簡要介紹后面的內(nèi)容，使學(xué)生感到這部分內(nèi)容是很重要的，后面都要用的，學(xué)生就會很重視，同時(shí)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)前面內(nèi)容時(shí)先初步了解后面的內(nèi)容，在后面學(xué)到有關(guān)知識時(shí)發(fā)現(xiàn)只是在已學(xué)的知識基礎(chǔ)上再加一點(diǎn)，學(xué)生就不會感到很難。而在學(xué)習(xí)數(shù)組的十字鏈表、樹的孩子鏈表、圖的鄰接表表示法、有向圖的十字鏈表、無向圖的鄰接多重表、哈希表處理沖突的鏈地址法時(shí)，不時(shí)地用前面熟悉的結(jié)構(gòu)來類比，指出其異同點(diǎn)，從而把看起來聯(lián)系不緊密的內(nèi)容串起來，形成一個(gè)完整的概念，這樣學(xué)生對基本內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系就能深刻理解。

又如，兩個(gè)有序表的歸并，從兩個(gè)有序線性表的歸并的算法思想開始，教材中許多問題都可以用兩個(gè)有序表的歸并的算法思想來解決。比如，兩個(gè)順序有序表的歸并、兩個(gè)有序單鏈表的歸并，集合的交和并運(yùn)算、多項(xiàng)式的加與減、壓縮矩陣的三元組表示的矩陣加和減運(yùn)算、歸并排序等。在講解這一系列問題時(shí)注重前后聯(lián)系、預(yù)習(xí)和總結(jié)，取得良好的教學(xué)效果。

再如，講解查找這一章內(nèi)容的過程，事實(shí)上是對前面幾章的總復(fù)習(xí)，例如從順序查找復(fù)習(xí)線性表，包括兩種存儲結(jié)構(gòu)、線性表的基本操作、時(shí)間復(fù)雜度等內(nèi)容；從折半查找復(fù)習(xí)遞歸算法、二叉樹；從哈希查找的學(xué)習(xí)加深多個(gè)單鏈表的應(yīng)用。查找既是一種操作又是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)的組織采用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以用不同的查找方法進(jìn)行查找。通過這樣方式的講解，學(xué)生就明白查找這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為什么是最后講的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一方面它綜合了前幾章的內(nèi)容，另一方面，它又是對前幾章的總結(jié)與提高，至此學(xué)生對全書的內(nèi)容有了比較全面、深刻的理解，一些原來有些模糊的概念變得清晰。

4結(jié)束語

筆者通過在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)過程中注意承前啟后，不斷總結(jié)，把課程中各章內(nèi)容、每章節(jié)之間的內(nèi)容串起來，教會學(xué)生的不僅是課程的具體內(nèi)容，更是讓學(xué)生學(xué)會一種學(xué)習(xí)和思考的方法，善于利用自己已經(jīng)掌握的知識來解決新問題，學(xué)生學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”不再覺得難。同樣在學(xué)習(xí)其他課程時(shí)也可以借鑒此方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 嚴(yán)蔚敏， 吳偉民. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語言版)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社，2001.

[2] 嚴(yán)蔚敏， 吳偉民. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)題集[M]. 北京:清華大學(xué)出版社，2001.

[3] 唐策善， 李龍澍， 黃劉生. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—用C語言描述[M]. 北京:高等教育出版社，1995.

[4] 揭安全， 李云清， 楊慶紅等. “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革與創(chuàng)新[J]. 計(jì)算機(jī)教育，2008，(10):132-133.