4.3 抽象数据类型-教学设计（表格式）

教学设计 课程基本信息 课题 抽象数据类型 教学目标 1. 围绕教学目标，通过具体案例，解读抽象数据类型，帮助学生理解抽象数据类型的概念。 2. 在现有抽象数据类型描述的基础上，指导学生尝试定义抽象数据类型。 3. 结合前面两章的数据结构，引导学生深入领会抽象数据类型在数据处理中的重要性。 教学内容 教学重点： 1. 抽象数据类型的概念。 2. 抽象数据类型的描述方式。 教学难点： 1. 在现有抽象数据类型描述的基础上，尝试定义抽象数据类型。 2. 深入领会抽象数据类型在数据处理中的重要性。 教学过程 【导入】 本节课的标题是抽象数据类型，在了解“抽象数据类型”是什么之前，我们需要先了解抽象是什么，数据类型又是什么。 【新课讲授】 一、抽象数据类型 1、抽象 抽象，是指抽取出事物具有的普遍性本质，是对具体事物的一个概括。 抽象是一种思考问题的方式，它隐藏了繁杂的细节，只保留实现目标所必需的信息。 更简单地说，抽象就是保留我要的，去除我不要的。 2、数据类型 数据类型，是指一组性质相同的值的集合及定义在此集合上的一些操作的总称。 使用计算机程序处理的数据，通常属于不同的类型，如整数型、浮点数型或逻辑型等。 每种程序设计语言都提供了一些内置数据类型，并为每个内置类型提供了一批操作。 实现抽象化后有利于对事物的抽象，便于实现功能、提高模块独立性。 对已有的数据类型进行抽象，就有了抽象数据类型。 3、抽象数据类型 抽象数据类型，简称ADT，可以理解为对数据类型的进一步抽象，它是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。 它的基本思想是抽象。它的定义仅取决于它的一组逻辑特性，把数据结构及其操作作为一个整体来研究，而与其在计算机内部如何表示和实现无关。 因此，程序设计语言的一个内置类型就可以看作是一个抽象数据类型。 抽象数据类型除了那些已经定义并实现的数据类型，还可以是编程者在程序设计时使用的函数或者单独定义的数据类型等。 根据抽象数据类型的定义，它还包括定义在该模型上的一组操作，即一个数据对象、数据对象中各数据元素之间的关系及对数据元素的操作。 抽象数据类型的抽象，体现在外部只知道它做什么，而不知道它如何做，更不知道数据的内部表示细节。 二、抽象数据类型的描述 1、格式 定义一个抽象数据类型，需要清晰地表述出各方面的形式要求和功能要求。形式要求包括操作的名字、参数的个数和类型等，功能要求包括希望这个操作完成什么样的计算或产生什么效果等。这类对象的功能体现为一组可以对它们使用的操作。当然，还需要为这一抽象数据类型确定一个类型名。 2、思考：如何定义一个矩形抽象数据类型，并进行程序实现 3、线性表抽象数据类型 4、树抽象数据类型的应用 三、抽象数据类型的作用 1、使用抽象数据类型编写出的程序结构清晰、层次分明，便于程序正确性的证明和复杂性的分析 2、代码模块化，在程序设计中容易纠正，具有很好的可维护性 3、抽象数据类型表示和实现都可以封装起来，便于代码的移植和重用 4、隔开算法设计与数据结构设计，降低算法和程序设计复杂度，有助于在开发过程中少出差错，编写程序有较高的可靠性 5、允许数据结构的自由选择，给了算法的优化空间，提高了程序运行的效率 【课堂小结】 本节课我们一起学习了抽象数据类型是什么，如何描述抽象数据类型，以及抽象数据类型有哪些作用。抽象数据类型能够将数据定义、表示与数据操作实现分离，以更好地支持程序的模块化组织，因此，它能够很好地将实际生活中的问题分解成多个功能模块进行处理，并且把具体的实现过程隐藏起来，使得程序设计更加方便、可维护性更强。 抽象数据类型是分解和实现大型复杂系统的最重要基础技术。了解抽象数据类型对于形成科学的程序设计 ... ...