3.2 数据与结构（课件）-2024-2025学年高一上学期高中信息技术必修1教科版（2019）

第3单元 认识数据 3.2 数据与结构 授课教师 1 一、数据类型 【做中悟】活动1 了解订单数据，填表3.2.1 网站名称 订单中的数据 Python中对应的数据类型 某电商网站 商品名称 字符串 单价 浮点型 数量 整型 某学生学籍网 姓名 字符串 出生日期 日期型 是否团员 布尔型（逻辑型） 数据类型 简单数据类型：不能分解成更小的数据类型 例如：整数，浮点数，字符串，布尔等 复合数据类型：简单数据类型或复合数据类型组成 例如：列表，字典，元组，集合等 bool（逻辑型） True（真）和False（假） list dict tuple set int float str 字符串 3 浮点型 2 布尔 4 整型 1 int,不包含小数点的整数就是整型，例：5，6，7 float,包含小数的数据类型时浮点型，例：3.14，5.2 str,包含除数字以外的其他符号，例：￥%……&* bool,逻辑型，只表示真或者假 简单数据类型 元组 3 字典 2 集合 4 列表 1 复合数据类型 可变的，元素是有序的。 OrderList=[1，2，3，4，5] 可变的，由索引(key)和它对应的值value组成。 OrderDict={ ‘a’:1，‘b’:2，‘c’:3} 不可变的，元素是有序的。 OrderTuple=（1，2，3，4，5） 可变的，元素是唯一的，无序的。 Set1={2,3,1,5,7} Set2={2,3,4,6} ① 列表 订单汇总，也可以按订单产生的先后顺序组成一个列表(列表里的项是有顺序编号的)： >>> BookList=[BookInfo0, BookInfo1] >>> type(BookList) <class 'list'> #返回列表类型 >>> BookList[0] ('ID0010230', 15.68, 36) >>> BookList[1] ('ID2315937', 20, 2) >>> BookList[0][1]*BookList[0][2]+BookList[1][1]*BookList[1][2] 604.48 #返回计算结果 ② 字典 >>> tinydict = {'a': 1, 'b': 2, 'b': '3'} >>> tinydict['b'] '3' >>> tinydict {'a': 1, 'b': '3'} ③ 元组 某用户预订的商品编号为ID0010230、单价为15.68元，数量为36，可将这3个不同类型的简单数据组织成“元组”复合数据类型： >>> BookInfo0=('ID0010230',15.68,36) >>> type(BookInfo0) <class 'tuple'> #返回元组类型 另一用户预订的商品编号为ID2315937、单价为20元，数量为2，可记作： >>> BookInfo1=('ID2315937',20,2) >>> BookInfo1[1] 20 #返回元组BookInfo1中索引为1的项的值 ④ 集合 订单汇总,可以定义为一个集合(集合里的项称为元素，彼此之间没有顺序)： >>> BookSet={BookInfo0,BookInfo1} >>> type(BookSet) <class 'set'> #返回集合类型 >>> BookSet {('ID2315937', 20, 2), ('ID0010230', 15.68, 36)} #返回集合的值 >>> BookInfo0 in BookSet #测试元素BookInfo0是否属于集合BookSet True #返回逻辑真（属于） 数据结构：存在特定关系的数据元素的组合体 线性结构： 数据结构按逻辑结构分类： 集合结构、线性结构、树结构、图结构 二、数据结构 1、队列(Queue)是一种操作有限制的线性结构，它的数据元素只能在一端(队尾)依次添加(入队)，在另一端(队首)依次删除(出队)。 队列是先进先出(FIFO:First In First Out)表。 排队候车 a0 ,a1 ,a2 ,… ,an 出队 入队 队首 队尾 典型的例子如超市里排队付款的队伍。 二、数据结构 在Python中，队列一般用列表(list)实现，常用操作： q=[] #定义空列表q q.append(x) #元素x入队 q.pop(0) #返回队首元素,队首元素出队(删除) len(q) #返回队列q的长度(元素个数) q[i] #返回列表q中索引(index)为i的元素. 索引有2套编号方 式：正编号(从左到右编号依次为0,1,2,…)和负编号(从 右到左编号依次为-1,-2,-3,…) 队列的计算机实现： 二、数据结构 二、数据结构 【做中悟】活动2 编制订单数据处理程序 P65-66 1 3 4 5 6 2 7 进队顺序 1 2 3 4 5 6 7 此处进队 此处出队 出队顺序 1 2 3 4 5 6 7 小练习 活动1：了解快递配送线路 请同学们结合课本P67，小组讨论完成下图 派送点 学校收发室 某单位传达室 职工小李 职工小王 收件人A同学 观察一下：这些线路的形状像什么？ 任务二：探究快递配送过程 收件人B同学 2、树结构是一种具有层次关系的非线性结构。由n(n>=0)个节点组成的有限集合。 （1）仅有一个称为根的节点； （2）当n>0时，其余节点可分为m(m>0)个互不相交的集合，其中每个集合又是一棵树，并称为根的子树。 典型的例子如快递到达目的地城市后，物流图的结构。 二、数据结构 活动2：了解物流网络 结合课本P69，将下图补充完整 岳阳市 扬州市 南通市 长沙市 南京市 泰州市 任务二：探究快递配送过程 思考：这又是什么结构呢？ 3、图结构是由一组节点（称为顶点）和一组节点间的连线（称为边或弧）构成的一种数据结构。图结构中数据元素之间是多对多的关系。 二、数据结构 活动3 规划取快递最快路线 某同学网购的书已经到达家附近的快递门店，需要他自己去取。不巧的是，这次购买的三本书是三个不同的物流公司派送的，他家与各快递门店的位置如右图所示 地点——地点 时间/分 家——快递门店A 2 家——快递门店B 5 家——快递门店C 10 快递门店A——快递门店B 4 快递门店A——快递门店C 6 快递门店B——快递门店C 4 该同学估算了在这些地点之间步行需要的时间， 详见表3.2.2. 快递门店B 快递门店A 快递门店C 家 活动3 规划取快递最快路线 请你帮他规划最省时的路线，然后设计算法解决问题并在下框中描述你的算法。 从起点出发，把当前可以到达的下一个位置列举出来，再从列举出的新位置出发，继续列举下一步可以到达。 地点——地点 时间/分 家——快递门店A 2 家——快递门店B 5 家——快递门店C 10 快递门店A——快递门店B 4 快递门店A——快递门店C 6 快递门店B——快递门店C 4 家 快递门店C 快递门店A 快递门店B Python 中的复合数据类型 我们发现分析过程的图形是树结构，树中的节点表示当前所在的位置,边表示选择的线路。利用树结构，我们能够更清晰地实现不重复、不遗漏地列举所有做法,更利千通过比较得到最优解。 分析队列、树、图三种结构的区别 结构类型 数据（节点）之间的关系 生活中相应结构应用举例 队列 （线性） 一对一 排队 树 一对多 行政区划、书本目录结构 图 多对多 全国航运图、铁路运输、电话网络、互联网等 $$