《字符串模式匹配KMP算法》教学课例设计[归纳].pdf

《字符串模式匹配KMP算法》教学课例设计 在这篇教学设计中，我们旨在帮助学生掌握KMP字符串模式匹配算法的基本概念和应用。通过本课例设计，学生将了解KMP算法的应用普遍性、实现机制和时间复杂度，并掌握计算next值的方法和判断算法优劣的方法。 一、教学目标 * 让学生了解KMP算法应用的普遍性，如在文字处理软件中的查找和替换操作。 * 要求学生体验一个完整的抽象数据类型（ADT）的实现方法和过程，并学会判断、计算算法优劣的方法。 * 消除恐怖的学习心态，让学生感悟数据结构算法实际应用价值，从而激发学习的兴趣，形成积极主动式学习的态度。 二、教材分析 我们使用的教材是清华大学严蔚敏教授编写的《数据结构（C语言版）》，该教材难度较大，其实验方法特别是ADT方法在教材中介绍较少，KMP算法更是从理论分析的角度介绍了匹配算法和next的计算，自学难度很大。 三、教学重点、难点 * 教学重点：KMP算法中的next和改进的nextval计算。 * 教学难点：KMP算法中如何计算next值。 四、教具准备 * 卡片：多个字符串，字符串指针强力磁吸：6个。 五、互动式教学过程 * 教学内容：教师活动、学生活动、目标状态、创设情境、引入课题、软件中查找、替换操作的实现方法。 * 教学过程：分组讨论、演示查找过程、计算匹配次数、讨论、证明等。 六、KMP匹配算法 * 引入KMP匹配算法，计算next值的方法。 * 解决问题：如何计算next值？ * 示例：在串S=？abcabcabdabba？中查找T=？abcabd？的位置。 * 解决问题：第一趟后，当S[6]≠T[6]时，第二趟进行S[2]与T[1]比较是必要的吗？ 七、next值的计算 * 定义：next值表示模式串T中某个位置的模式函数值。 * 例二：求T=？abcab？的模式函数的值。 * 设T=？abcab？，S ＝？abcadcabcab？，利用KMP算法进行匹配，几次匹配成功？存在什么问题？ 八、结论 通过本课例设计，学生将掌握KMP算法的基本概念和应用，并学会计算next值的方法和判断算法优劣的方法。同时，学生将了解数据结构算法实际应用价值，从而激发学习的兴趣，形成积极主动式学习的态度。