針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的命令式算法可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、在算法學(xué)習(xí)中，由于算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含許多抽象與復(fù)雜的概念，使得學(xué)習(xí)者通常會(huì)難以理解。算法可視化通過將復(fù)雜的算法過程以動(dòng)畫的形式展現(xiàn)出來，從而幫助學(xué)習(xí)者更容易地理解算法、學(xué)習(xí)算法。在算法可視化發(fā)展初期，算法可視化系統(tǒng)主要通過算法動(dòng)畫演示算法執(zhí)行過程，并與算法偽代碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而訓(xùn)練學(xué)生對(duì)于算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念理解以及代碼實(shí)現(xiàn)能力。然而學(xué)習(xí)者掌握了算法實(shí)現(xiàn)卻不會(huì)應(yīng)用算法；能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，卻無(wú)法應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決具體問題。尤其是在如今倡導(dǎo)

2、以計(jì)算思維訓(xùn)練為核心的教學(xué)理念下，學(xué)習(xí)者不僅需要掌握算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，更要從宏觀上理解算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、掌握其性能、學(xué)會(huì)在不同問題下選擇與應(yīng)用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法。如何通過算法可視化系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)習(xí)者的計(jì)算思維能力，成為了眾多學(xué)者研究的難點(diǎn)。
　　通過研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的算法可視化系統(tǒng)不僅存在著系統(tǒng)教學(xué)理念落后，還存在著適用范圍過窄、交互不當(dāng)?shù)葐栴}。傳統(tǒng)的算法可視化系統(tǒng)使用者多為在校學(xué)生，其算法學(xué)習(xí)包括了課堂教學(xué)、作業(yè)練習(xí)、考試、討論等

3、眾多環(huán)節(jié)，而算法可視化系統(tǒng)只是環(huán)節(jié)之中用來鞏固學(xué)生對(duì)于某些復(fù)雜算法的理解，所以其設(shè)計(jì)也通常具有很強(qiáng)的針對(duì)性，然而這也造成了傳統(tǒng)算法可視化系統(tǒng)難以適應(yīng)如今隨著網(wǎng)絡(luò)課堂、在線教育的普及下，學(xué)習(xí)者千差萬(wàn)別的情況。除此之外算法可視化系統(tǒng)在交互方式上也存在較強(qiáng)差異性，大多系統(tǒng)或者缺少交互，或者使用難度較大，這對(duì)于學(xué)習(xí)者來說都是效率低下的。
　　通過總結(jié)與對(duì)比傳統(tǒng)算法可視化系統(tǒng)的不足，結(jié)合如今教學(xué)理念，設(shè)計(jì)與開發(fā)了一個(gè)針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的命令式算法

4、可視化系統(tǒng)。本文的具體工作如下：
　　(1)介紹算法可視化系統(tǒng)相關(guān)概念，以一種全新的分類方法總結(jié)算法可視化系統(tǒng)的相關(guān)工作，結(jié)合如今教學(xué)需求分析傳統(tǒng)算法可視化系統(tǒng)在主要研究目標(biāo)上的不足。
　　(2)提出針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的命令式算法可視化系統(tǒng)概念，并設(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的命令式算法可視化系統(tǒng)框架，闡述在該框架下，不同模塊之間的聯(lián)系與功能，以及實(shí)現(xiàn)不同模塊所需要解決的關(guān)鍵問題。
　　(3)基于以上系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的命令