数据结构是计算机科学的核心基础课程之一,它不仅是决定软件系统效率和可靠性的关键因素,更是构建和维护大型信息系统、数据库以及各类应用软件的基石。在当前信息化、数字化浪潮席卷全球的背景下,掌握数据结构的知识显得尤为必要和紧迫。

党的二十大报告指出,要加快建设网络强国、数字中国,夯实数字基础设施和数据资源体系“两大基础”,打通数字基础设施大动脉,畅通数据资源大循环,建设公共卫生、科技、教育等重要领域国家数据资源库,筑牢数据安全保障防线,推进数据分类分级管理、数据安全共享使用。这些数字基础设施和数据资源体系的建设离不开数据结构的知识。数据结构课程内容本身具有较强的抽象性和理论性,涉及到一些复杂的数据模型、算法设计与分析,以及各种数据组织和处理技巧。这些概念和原理往往难以直观理解,对初学者而言,掌握起来颇具挑战。因此,编写一本通俗易懂、实例丰富的数据结构教材显得尤为重要。

本书自出版以来,一直深受广大读者的欢迎,第2版被评为“‘十二五’普通高等教育本科国家级规划教材”,前两版累计发行100余万册,被500余所高校选为“数据结构”课程的教材。为了更好地满足广大高等院校的学生对数据结构知识学习的需要,编者结合近几年的教学改革实践、科研项目以及广大读者的反馈意见,并参考了大量文献资料,对教材再次进行修订。本次修订的主要内容如下。

1. 针对课程内容的理论性较强的特点,采纳全面育人理念下的案例驱动编写模式,旨在全方位提升学生的知识体系、实践能力和综合素养。

教材的每个核心章节均以一个紧贴现实应用和科研项目背景的“问题案例”作为切入点,遵循“案例引入—数据结构原理与操作—案例分析和实现”的教学逻辑,采用案例驱动的模式逐步展开。通过循序渐进的案例驱动讲解,注重知识的层层深化和能力的逐步提升,同时从家国情怀、职业道德和创新精神等多个维度,将数据结构专业知识与核心价值观有机地融入案例之中,从而实现了价值引领、知识传授和能力培养的三位一体,旨在培养兼有社会责任感和创新能力的优秀人才。

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2. 针对课程理论与实践衔接不够紧密的问题,精选LeetCode平台相关习题作为扩展例题讲解,旨在真正提升学生的实践能力和市场竞争力。

在众多IT企业的招聘过程中,能否熟练解决LeetCode上的习题已成为衡量应聘者技术水平和问题解决能力的重要标准。围绕课程重点内容,每章最后精选了3-5道不同难度LeetCode上的相关习题(题目后面的★用以标记题目难度)。与LeetCode官网或其他资源提供的题目解析不同,我们的讲解紧扣教材理论内容,每个题目解析与教材原有算法讲解的风格类似,深入浅出地给出了图文并茂的问题分析过程,提供了清晰的算法步骤、规范的算法描述和精确的算法分析。通过解析这些习题,引导学生将所学知识应用于实际问题中,有效提升实践能力和市场竞争力,使学生更好地适应未来的工作需求。

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3. 针对教材与考研大纲内容存在差异问题,增加了大纲近年新增的考点内容,旨在有效提升学生学习与复习备考的效率和效果。

此次修订参考了计算机专业最新的全国统考考研大纲,系统性地增加了近年来大纲中新增的考点内容,例如并查集、红黑树等关键知识点,确保学生能够全面掌握最新考试要求。特别是对于红黑树这一复杂的数据结构,鉴于市面上许多资源对其讲解过于简略或者不够规范,学生在备考时缺少有效的学习材料,我们特此提供了详尽的图文解析示例,确保学生能够深入理解其操作原理和应用场景,为学生提供一个高效、系统的学习路径,助力学生实现个人能力的提升和学业发展目标的达成。

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4. 针对课程所涉及的算法抽象、缺少特定的实践平台等问题,建设了丰富的数字化一体化教学资源,打造了真正的新形态一体化教材,旨在有效提升教学质量和教学效果。

建设的数字化教学资源具体包括以下内容。

(1)涵盖全书96个算法的二维码数字资源,扫描二维码,可观看该算法的微课视频,算法的微课视频采用动画形式讲解,使枯燥深奥的算法形象化、生动化。

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(2)涵盖全书96个算法的算法动态演示课件。课件具有多维度的动态性,可将算法步骤和数据的逻辑结构以动态画面直观地展现出来;课件具有友好的交互性, 用户可控制算法动态展现的过程。该课件获得2020年北京高校“优质本科教材课件”。

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(3)可供平时练习或实验使用的在线评测系统。系统包括100余道与教学内容紧密结合、不同难度等级的在线编程实验题目,题目已在北京林业大学信息学院2015-2022级计算机类本科生的教学中使用,同时也被国内其他多所高校选用,测试数据准确无误。

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(4)依托头歌平台和智慧树平台,打造多元教学数字生态,实现教学资源的共建和共享等公共服务能力,能够支持线上线下混合教学。在头歌平台上建设行业特色思政案例10余项、开源实训项目1800余项、开放线上课程2门,在头歌和智慧树平台构建课程知识图谱,实现教学智能问答和个性化学习等功能。

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(5)依托人邮学院平台,提供考研辅导视频,助力学生复习数据结构考研知识。读者刮开封底刮刮卡,按照前言介绍的方式操作即可免费观看考研辅导视频。

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(6)依托人邮题库平台,提供千余道数据结构试题,老师可根据本校教学情况,多种方式自由组建考试试卷(已选用本书的老师可向所在省的人邮社营销人员申请开通该功能)。

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除了上述教学资源外,本书还提供了教学大纲、PPT教学课件、实验实习指导、算法源代码、试题库等教学资源,这些资源均可从人邮教育社区(www.ryjiaoyu.com)上免费下载。

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