(2021新教科版)高中信息技术必修一 3.2数据与结构学案(第二课时.docx

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1、3.23.2 数据与结构数据与结构( (第二课时第二课时) ) 【学习目标】 了解树、图结构的基本概念及其特点。 根据数据结构的特点,会选用合适的数据结构组织数据解决简单的问题。 【教学重点】数据结构中的树结构和图结构。 【教学难点】数据结构中的树结构和图结构。 【教学过程】【教学过程】 一、探一、探究引入究引入 阅读第 59、60 页“任务二探究快递配送过程”之“活动 1了解快递派送线路” ,完成第 60 页的 连点成树(见下图) 。 二、二、树结构树结构 1 1、树的递归定义:、树的递归定义: 树是由n(n0)个节点组成的有限集合。若n = 0,则称为空树。任何一个 非空树均满足以下两个条

2、 件: (1)仅有一个称为根的节点。 (2)当n0时,其余节点可分为m(m0)个互不相交的有限集合,其中每个集合又是一棵树,并称 为根的子树。如下图所示树的结构:(图1) 来源:学科网 2 2、树的常见概念:、树的常见概念: (小组讨论或网络搜索了解(小组讨论或网络搜索了解树结构的定义)树结构的定义) 1 1)树的结点:)树的结点: 结点结点: 父结点(双亲结点)、子结点和兄弟结点父结点(双亲结点)、子结点和兄弟结点 树根结点(简称树根结点(简称“根结点根结点”) 叶子结点叶子结点来源:学_科_网 2 2)子树与空树)子树与空树 来源来源: :学学. .科科. .网网 子树:子树: 空树:空树

3、:如果集合本身为空,那么构成的树就被称为空树。空树中没有结点。 3 3)结点的度和层次)结点的度和层次 对于一个结点,拥有的子树数(结点有多少分支)称为结点的度(结点的度(DegreeDegree)。 结点的层次结点的层次 4 4)有序树和无序树)有序树和无序树 如果树中结点的子树从左到右看,谁在左边,谁在右边,是有规定的,这棵树称为有序树;反之称为 无序树。 5 5)森林:)森林: 来源来源:Z,xx,k.Com:Z,xx,k.Com 由 m(m = 0)个互不相交的树组成的集合被称为森林。 3 3、二叉树:、二叉树: 在日常的应用中, 我们讨论和用的更多的是树的其中一种结构, 就是二叉树。

4、 二二叉树叉树是树的特殊一种, 具有如下特点: 1、每个结点最多有两颗子树,结点的度最大为2。 2、左子树和右子树是有顺序的,次序不能颠倒。 3、即使某结点只有一个子树,也要区分左右子树。 二叉树是一种比较有用的折中方案,它添加,删除元素都很快, 并且在查找方面也有很多的算法优化, 所以,二叉树既有链表的好处,也有数组的好处,是两者的优化方案,在处理大批量的动态数据方面非常 有用。 【说一说】社会、工作、生活中的树形结构实例: 树结构之行政区划树结构之行政区划 (程序下发至学生机)(程序下发至学生机) 三、图结构三、图结构 图结构是由一组节点(称为顶点)和一组节点间的连线(称为边或弧)构成的一

5、种数据结构。图 结 构中的每个顶点都可以与其他顶点有边相连,图结构中数据元素之间是多对多的关系。 1 1、常见的概念、常见的概念 1)顶点(顶点(vertex):): 2)边(边(edge):): 3)无向图无向图 如果一个图结构中,所有的边都没有方向性, 那么这种图便称为无向图。 (图二图二 无向图无向图) 4)有向图有向图 一个图结构中,边是有方向性的,那么这种图就称为有向图。 图三图三 有向图有向图 【活动】规划取快递最快路线 【朴素算法】穷举遍历,依次列出所有可能走法如图3.2.10。将图中每个节点进行编号, 编号互不相同:如作为根节点的“家”编号为“X”,其3个子节点(快递门店A,快

6、递门店B, 快递门店C)分别编号为“A” “B” “C”,详见下图。 【算法演示 1】求解最短时间(基于图 3.2.10 的分析树)来源:学&科&网 Z&X&X&K 【算法演示 2】求解最短时间(直接对图 3.2.9 进行深度优先遍历) 练习练习 人、狼、羊、菜过河问题:有一个人带着一只狼、一只羊和一捆白菜,来到一条河边,河边只有一条 小船, 人每次过河最多只能带一样, 如果人不在现场, 狼就要吃羊, 羊就要吃菜。 他应该怎样安排过河呢? 请完成下面的“树”结构分析图,帮他找到可行的过河方案。 提示:可约定对象在左岸用0表示,在右岸用1表示。 要求:能以纸笔方式画出分析树得出结论即可。 (解答略) 六、课后作业:六、课后作业:

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