第三單元 特殊的線性表項(xiàng)目四 探索電子排隊(duì)預(yù)訂功能的實(shí)現(xiàn)——隊(duì)列的應(yīng)用第二課時(shí) 設(shè)計(jì)算法 ?教材分析本節(jié)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)算法。通過(guò)以探索電子排隊(duì)預(yù)訂功能的實(shí)現(xiàn)為主線，整個(gè)項(xiàng)目分為問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)算法和程序?qū)崿F(xiàn)三個(gè)部分。本節(jié)課根據(jù)進(jìn)隊(duì)、出隊(duì)的過(guò)程設(shè)計(jì)進(jìn)隊(duì)、出隊(duì)操作算法，研究隊(duì)列兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，了解順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的越界問(wèn)題及解決越界問(wèn)題采用的一般方法，即循環(huán)隊(duì)列。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)能培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)和計(jì)算思維能力。?教學(xué)目標(biāo)1.能設(shè)計(jì)進(jìn)隊(duì)、出隊(duì)的算法；2.培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)和計(jì)算思維能力。?教學(xué)重點(diǎn)1.進(jìn)隊(duì)、出隊(duì)的算法設(shè)計(jì)。?教學(xué)難點(diǎn)1.能設(shè)計(jì)進(jìn)隊(duì)、出隊(duì)的算法。2.培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)和計(jì)算思維能力。?教學(xué)方法體驗(yàn)法、講授法、討論法、示例法?教學(xué)準(zhǔn)備　　計(jì)算機(jī)教室、多媒體設(shè)備、多媒體廣播軟件、教學(xué)課件、Python編程環(huán)境、學(xué)生上機(jī)練習(xí)的程序文件，預(yù)先編制的Python程序文件等。?教學(xué)過(guò)程一、新課導(dǎo)入完成下面的任務(wù)：假設(shè)排隊(duì)預(yù)訂客戶賬號(hào)數(shù)據(jù)為A001、A002000、A000下面空的隊(duì)列中依次A0001進(jìn)隊(duì)，A0002進(jìn)隊(duì)，A003進(jìn)隊(duì)，叫號(hào)出隊(duì)，A004進(jìn)隊(duì)，叫號(hào)出隊(duì)，叫號(hào)出隊(duì)，叫號(hào)出隊(duì)，畫(huà)出隊(duì)列的變化過(guò)程。(1)                 (2)                 (3)                     (4)                 (5)                 (6) 二、設(shè)計(jì)算法排隊(duì)預(yù)訂的隊(duì)列變化過(guò)程如圖3-3所示(為圖示方便暫定圖中隊(duì)列空間只有4個(gè))?？蛻纛A(yù)訂即為進(jìn)隊(duì)，假設(shè)A0001表示第一個(gè)客戶賬號(hào)數(shù)據(jù)，購(gòu)買(mǎi)即為隊(duì)首出隊(duì)。圖中rear指向隊(duì)列的尾端，圖中 front指向隊(duì)列的首端。 圖3-3進(jìn)隊(duì)、出隊(duì)的過(guò)程示意 思考與討論1.隊(duì)尾指針是否一定要指向隊(duì)尾下一個(gè)元素？2.隊(duì)列在反復(fù)進(jìn)隊(duì)、出隊(duì)后會(huì)出現(xiàn)尾指針rear和頭指針front出界的情況，有什么解決方法？ 參考：1.順序隊(duì)列隊(duì)尾指針一般情況下是指向隊(duì)尾下個(gè)元素的。但當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，隊(duì)尾指針會(huì)出現(xiàn)出界的情況；循環(huán)隊(duì)列尾指針指向第一個(gè)元素；鏈隊(duì)列隊(duì)尾指針存儲(chǔ)的是“NULL”。隊(duì)列指針表示方法還有另種，即尾指針指向最后一個(gè)元素而不是最后一個(gè)元素的下一個(gè)元素。2.用順序隊(duì)列可采用循環(huán)隊(duì)列的方式或每次隊(duì)首元素出隊(duì)，后面元素都向前移動(dòng)一次的方式解決這問(wèn)題(效率較低)；用鏈表存儲(chǔ)隊(duì)列時(shí)須先增加結(jié)點(diǎn)，再將原隊(duì)尾指針指向新的元素，最后更改隊(duì)尾指針。 隊(duì)列在計(jì)算機(jī)里怎樣表示呢？隊(duì)列是操作上有限制的線性表，既可以用數(shù)組表示一個(gè)隊(duì)列，也可以用鏈表表示個(gè)隊(duì)列。一般若問(wèn)題規(guī)模已知，即總的進(jìn)隊(duì)元素個(gè)數(shù)已知的話，隊(duì)列可以用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，即用數(shù)組表示隊(duì)列；若進(jìn)隊(duì)元素個(gè)數(shù)無(wú)法預(yù)計(jì)，則隊(duì)列可以用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，即用鏈表表示隊(duì)列。 思考與討論用數(shù)組方式和用鏈表方式存儲(chǔ)隊(duì)列，隊(duì)列指針的形式有何不同？用數(shù)組方式，隊(duì)列指針實(shí)際存放的是數(shù)組元素的下標(biāo)；用鏈表方式，隊(duì)列指針實(shí)際存放的是鏈表結(jié)點(diǎn)的地址。●小貼士用數(shù)組存儲(chǔ)隊(duì)列時(shí)，可能會(huì)遇到指針溢出的問(wèn)題，最簡(jiǎn)單的解決方法是將rear增1改成rear=(rear+1)%M；front的增1改成 front=( front+1)%M。其中M為隊(duì)列的空間數(shù)，%是取余運(yùn)算符，這時(shí)的順序隊(duì)列被稱(chēng)為循環(huán)隊(duì)列。為了操作方便增加一個(gè)計(jì)數(shù)器 number，記錄隊(duì)列中的元素個(gè)數(shù)。 三、隊(duì)列的常用基本操作1.進(jìn)隊(duì)進(jìn)隊(duì)就是從隊(duì)尾添加數(shù)據(jù)的操作。    順序隊(duì)列進(jìn)隊(duì)的算法思想：若隊(duì)列不滿，則將進(jìn)隊(duì)的元素送入尾指針rear所指空間，元素個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)器增1,然后將尾指針rear往尾部方向移動(dòng)一位即指向新的隊(duì)尾。?????????????      def EnQueue(self,e):       if(self.number==self.size):print(“隊(duì)滿，不能進(jìn)")      else：self.queue[self.rear]=e          self. rear=(self. rear+ 1)%self.size          self.number=self.number+1return2.出隊(duì)出隊(duì)就是在隊(duì)首取出數(shù)據(jù)的操作。順序隊(duì)列出隊(duì)的算法思想：若隊(duì)列不空，則將隊(duì)首指針 f front所指空間的內(nèi)容取出賦予變量，元素個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)器減1，然后將首指針front往后移動(dòng)一位即指向新的首端。?????????????    def OutQueue(self):     if(self.number==0):print(“隊(duì)空") else:e=self.queue[self.front]      self.front=(self. front+1)%self.size      self.number=self.number-1      return e 四、課后活動(dòng)1.在算法流程框圖中完成進(jìn)隊(duì)和出隊(duì)操作(數(shù)組名和變量名可以自取)。    進(jìn)隊(duì)操作                     出隊(duì)操作 活動(dòng)答案參考：                 

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高中信息技術(shù)滬教版 (2019)選修1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)電子課本

2. 設(shè)計(jì)算法

版本： 滬教版 (2019)

年級(jí)： 選修1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

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