溫春玲

摘 要：基于A(yíng)ndroid平臺(tái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教輔演示系統(tǒng)。以動(dòng)畫(huà)的形式在移動(dòng)終端設(shè)備上演示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)典型算法的執(zhí)行過(guò)程，用戶(hù)可以與之進(jìn)行交互，輸入不同的初始數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)演示算法的具體執(zhí)行過(guò)程。該系統(tǒng)提高了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)的趣味性和直觀(guān)性，并且可以在任何地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，具有較高的靈活性。

關(guān)鍵詞：Android 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 課程算法 動(dòng)畫(huà)演示

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方法缺少直觀(guān)性和動(dòng)態(tài)性，很難形象地使學(xué)生理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?；诖耍霈F(xiàn)了一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法的動(dòng)畫(huà)演示系統(tǒng)，其輸入一些初始數(shù)據(jù)即能以動(dòng)畫(huà)的形式演示算法的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。但是這些系統(tǒng)都是基于PC機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，學(xué)生學(xué)習(xí)場(chǎng)地受到了限制。如果將該系統(tǒng)在智能手機(jī)或平板電腦上實(shí)現(xiàn)，將極大地提高該系統(tǒng)的方便性。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于A(yíng)ndroid平臺(tái)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教輔演示系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)是一個(gè)基于A(yíng)ndroid的動(dòng)態(tài)演示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法執(zhí)行過(guò)程的輔助學(xué)習(xí)軟件，它可根據(jù)學(xué)習(xí)者輸入的算法初始數(shù)據(jù)以及算法執(zhí)行過(guò)程中控制方式的不同在A(yíng)ndroid終端設(shè)備具有不同的顯示效果，包括算法執(zhí)行過(guò)程中數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)或存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的變化情況以及遞歸算法執(zhí)行過(guò)程中棧的變化情況等。整個(gè)系統(tǒng)使用觸摸按鈕驅(qū)動(dòng)方式，設(shè)計(jì)多個(gè)按鈕選項(xiàng)。每個(gè)按鈕選項(xiàng)對(duì)應(yīng)一個(gè)動(dòng)作，系統(tǒng)將一直處于選擇按鈕項(xiàng)或執(zhí)行動(dòng)作狀態(tài)，直到選擇了退出動(dòng)作為止。整個(gè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)如下。

一是動(dòng)態(tài)演示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)典型算法的執(zhí)行過(guò)程，包括順序表、鏈表、二叉樹(shù)、圖以及排序等。二是算法執(zhí)行過(guò)程中跟蹤變量的值。三是算法執(zhí)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)顯示相應(yīng)的C語(yǔ)言代碼。四是具有暫停、恢復(fù)運(yùn)行、單步運(yùn)行、復(fù)位等控制功能。

二、系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法演示系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì)啟動(dòng)各個(gè)算法的按鈕，通過(guò)這些按鈕啟動(dòng)每個(gè)算法演示界面。算法演示的圖形用戶(hù)界面采用的模板有幾個(gè)主要區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)組件。

一是主窗口：包括標(biāo)題欄和工具欄，用來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。

二是動(dòng)畫(huà)演示區(qū)：以圖形和動(dòng)畫(huà)的方式模擬和顯示算法執(zhí)行的過(guò)程和結(jié)果。

三是源代碼區(qū)：用來(lái)顯示類(lèi)C語(yǔ)言編寫(xiě)的算法描述。為了更清楚地描繪算法的執(zhí)行過(guò)程，當(dāng)程序運(yùn)行到當(dāng)前行時(shí)，用一條高亮度光帶罩住此語(yǔ)句，表示該語(yǔ)句被執(zhí)行。在系統(tǒng)的主界面中，利用GridView布局，顯示功能選項(xiàng)，并在布局下方添加“幫助”和“退出”按鈕。主界面的設(shè)計(jì)風(fēng)格簡(jiǎn)約大方，操作方便。系統(tǒng)主界面及幫助界面如圖1所示。

三、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

以順序表為例闡述系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。在順序表模塊中，二級(jí)菜單中提供了順序表的插入和刪除選項(xiàng)。選擇順序表的插入或者刪除后進(jìn)入初始化界面，設(shè)置順序表中的元素、插入變量以及插入位置，確認(rèn)后將進(jìn)入算法演示的主窗口。主窗口的工具欄包括執(zhí)行、暫停、單步和重置。動(dòng)畫(huà)演示區(qū)的圖形模擬是在原有的布局中通過(guò)添加TextView控件，生成新的布局進(jìn)行算法的動(dòng)畫(huà)演示。源代碼區(qū)是定義代碼字符的數(shù)組，利用初始化函數(shù)接收數(shù)組中的元素，并根據(jù)數(shù)組長(zhǎng)度添加TextView控件的個(gè)數(shù)，循環(huán)將TextView中的內(nèi)容添加為代碼字符數(shù)組中的元素。這樣，實(shí)現(xiàn)的順序表模塊的界面如圖2所示。

四、小結(jié)

基于A(yíng)ndroid平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法動(dòng)畫(huà)演示系統(tǒng)，作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教輔軟件，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中典型算法，包括順序表插入、鏈表插入、二叉樹(shù)的遍歷以及起泡排序等算法的動(dòng)畫(huà)。該系統(tǒng)對(duì)算法的執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬、代碼同步跟蹤，并在算法執(zhí)行過(guò)程中可選擇單步執(zhí)行、暫停、重置等功能。該系統(tǒng)作為Android的App形式，使其下載安裝方便，容易攜帶，隨時(shí)隨地進(jìn)行輔助學(xué)習(xí)，并且具有良好的交互性，對(duì)提高數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)效率起到較好的輔助作用。

（作者單位：青島市化學(xué)工業(yè)職工中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校）