針對數據結構的命令式算法可視化系統(tǒng)設計與開發(fā).pdf

1、在算法學習中，由于算法和數據結構包含許多抽象與復雜的概念，使得學習者通常會難以理解。算法可視化通過將復雜的算法過程以動畫的形式展現出來，從而幫助學習者更容易地理解算法、學習算法。在算法可視化發(fā)展初期，算法可視化系統(tǒng)主要通過算法動畫演示算法執(zhí)行過程，并與算法偽代碼進行關聯(lián)，從而訓練學生對于算法與數據結構的概念理解以及代碼實現能力。然而學習者掌握了算法實現卻不會應用算法；能夠實現一個數據結構，卻無法應用數據結構解決具體問題。尤其是在如今倡導

2、以計算思維訓練為核心的教學理念下，學習者不僅需要掌握算法與數據結構的實現，更要從宏觀上理解算法與數據結構、掌握其性能、學會在不同問題下選擇與應用不同的數據結構與算法。如何通過算法可視化系統(tǒng)訓練學習者的計算思維能力，成為了眾多學者研究的難點。
　　通過研究發(fā)現，傳統(tǒng)的算法可視化系統(tǒng)不僅存在著系統(tǒng)教學理念落后，還存在著適用范圍過窄、交互不當等問題。傳統(tǒng)的算法可視化系統(tǒng)使用者多為在校學生，其算法學習包括了課堂教學、作業(yè)練習、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)之中用來鞏固學生對于某些復雜算法的理解，所以其設計也通常具有很強的針對性，然而這也造成了傳統(tǒng)算法可視化系統(tǒng)難以適應如今隨著網絡課堂、在線教育的普及下，學習者千差萬別的情況。除此之外算法可視化系統(tǒng)在交互方式上也存在較強差異性，大多系統(tǒng)或者缺少交互，或者使用難度較大，這對于學習者來說都是效率低下的。
　　通過總結與對比傳統(tǒng)算法可視化系統(tǒng)的不足，結合如今教學理念，設計與開發(fā)了一個針對數據結構的命令式算法

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)相關概念，以一種全新的分類方法總結算法可視化系統(tǒng)的相關工作，結合如今教學需求分析傳統(tǒng)算法可視化系統(tǒng)在主要研究目標上的不足。
　　(2)提出針對數據結構的命令式算法可視化系統(tǒng)概念，并設計一個針對數據結構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，以及實現不同模塊所需要解決的關鍵問題。
　　(3)基于以上系統(tǒng)架構，實現針對數據結構的命令