前言 “数据结构”是计算机类专业最重要的理论与实践并重的技术基础课之一,它的实践教学一般包括课内实验和课程设计集中实践两个环节。在教育部实施的“高等学校教学质量与教学改革工程”中,提出要“高度重视实践环节,提高学生实践能力”。习近平总书记曾在2016年的全国高校思想政治工作会议上的讲话中强调“要把做人做事的基本道理、把社会主义核心价值观的要求、把实现民族复兴的理想和责任融入各类课程教学之中,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。在2018年的全国教育大会上又提出“要把立德树人融入思政道德教育、社会实践教育各环节,贯穿基础教育、职业教育、高等教育各个领域”。 为了更好地落实习近平总书记的讲话精神,提高学习者的课程实践能力,本书遵循认知规律,抓住“立德树人”的教育本质,围绕几种常见的数据结构(线性表、栈与队列、串与数组、树与二叉树、图)和两种基本的数据操作(内排序、查找)将内容共分为7章,每章将实践分为三个步骤: 第一步是基础实践,属于低阶问题求解篇,主要给出所有基本数据结构中主要的基本操作问题的实现方法指导; 第二步是进阶实践,属于中阶问题求解篇,主要为学习者阶段性的章节学习后的课程实践内容提供有针对性的课程知识应用性问题,并对问题的求解进行详细分析和实现指导; 第三步是拓展实践,属于高阶问题求解篇,主要是针对知识综合性运用的复杂问题进行分析指导,可以为课程设计阶段的实践内容提供参考。以上三者相互作用,以促进学习者对课程知识、能力与素质目标的达成。 本书作为嘉兴学院首批国家级线上线下混合式一流本科课程、浙江省首批课程思政示范课程和浙江省课程思政示范基层组织建设的阶段性成果之一,其主要的特色及创新点如下。 1. 思政教育与课程教育同向同行,具有较好的协同效应 本书始终坚守OBE理念,围绕实践的“知识、能力和素质”目标精心组织实践内容,创新性地将我国的伟大成就、科技文化和新时代的热点问题、社会现象等思政元素融入实践内容,使学习者在加强课程实践能力培养的同时,厚植新时代社会主义核心价值观和精益求精的大国工匠精神,激发科技报国的家国情怀和使用担当,使得课程教育与思政教育同向同行,形成协同效应。 2. 体例独特与设计精细,具有较好的借鉴价值 本书体例独特、结构统一、设计精细。每个实践均由“实践目的”“实践内容”“实践要求”“解决方案”或“解决思路”“程序代码”“运行结果”和“延伸思考”七个版块组成。除此之外,在进阶和拓展实践中,至少有一个实践巧妙融入了思政课程素材,这个实践从开始设计的“思政目标”到最后的“结束语”,形成首尾呼应,有效将“立德树人”贯穿于课程的实践教学环节,能为任课教师开展思政课程的设计与实施提供借鉴。 3. 精心提炼与创新案例,具有较高的使用价值 编者认真研究课程理论知识的应用点和学习者的认知,并通过广泛查阅资料、收集数据、反复斟酌、仔细提炼、精心打磨,最后形成实践案例内容,做到书中所有融入思政教育的实践内容全部是作者原创,并力求既做到各种数据结构理论知识应用的全覆盖,又做到有拓展、有思考,这些都体现了作者团队多年耕耘课程教学与研究所积淀的功底和经验,读者可以根据自身需求选择性地使用,具有较高的推广使用价值。 4. 从扶到放与循序渐进,具有较强的可实践性 每章内容力求将抽象知识的实践应用“问题化、趣味化”,并将典型实践案例按基础、进阶、拓展三个层面组织,三个层面的内容设置是“由浅入深”,但实践指导内容却是“由详到略”。在基础实践中,其实践要求内容明确给定了数据的存储表示、函数接口、输入输出说明及测试用例,解决方案中给出了各种接口的实现方法,同时给出了完整的程序代码; 在进阶和拓展实践中,其实践要求内容只要求学习者选择恰当的数据存储结构、设计关键操作接口和实现算法等,至于如何设计与实现,在进阶实践中只在“解决方案”里给出一定的分析; 而在拓展实践中,其实践要求内容中的“解决方案”直接改为“解决思路”,意味着在此层面其指导内容只有一种对问题解决办法的思路分析或提示,最后的实践结果只以二维码的形式隐性嵌入书中,从而给予学习者充分的个性化发挥空间,促进其自主探究和创新能力的提升。实践案例内容为学习者提供了“从扶到放”的有效学习支撑,具有较强的可实践性。 5. 量小与量大信息多元处理,具有较好的可拓展性 对于实践中的输入量较小的信息数据允许采用标准输入设备直接输入,而对于输入量较大的信息数据,为了避免每次测试程序时用户烦琐的重复输入,特别将输入信息预先存入文本文件并通过二维码的形式嵌入书中,以供读者学习下载使用。这种方法一方面可减少书中纸质内容的篇幅并节省用户测试程序的时间开销,另一方面又可充分体现媒体资源的灵活性和可拓展性。 本书是由课程团队协作完成,其中由刘小晶教授策划、统稿,并与朱蓉教授共同完成书稿的审核工作; 第1章由刘小晶执笔,第2章由梁田执笔,第3和第5章由杜卫锋执笔,第4章由朱蓉执笔; 第6章由陈滨执笔; 第7章由王超超执笔。 在本书的编写过程中参考了一些优秀书籍,列于书末的参考文献中,在此谨向其作者表示衷心的感谢。 特别感谢嘉兴学院马克思主义学院原院长、人文社科处处长彭冰冰教授对书中所有融思政教育的实践内容的多次指导、修改和审核。 由于编者学识有限,书中定有不足之处,敬请读者批评指正。 编者2022年9月