《数据结构C语言：单向链表-链表基本操作（尾插法建表、插入）》15分钟试讲教案【模版】

《数据结构C语言：单向链表-链表基本操作（尾插法建表、插入）》15分钟试讲教案

一、试讲基本信息

1. 授课对象：大学本科计算机/软件工程专业低年级学生（掌握C语言结构体、指针基础）
2. 试讲时长：15分钟
3. 教学目标 ：
   • 知识目标：理解尾插法建表的核心逻辑，掌握表头插入、表中插入的指针操作原理。
   • 能力目标：能复述尾插法、插入操作的步骤，能识别核心代码的指针指向逻辑。
   • 素养目标：体会链式存储"动态链接"的思想，培养指针操作的逻辑思维。
4. 教学重难点 ：
   • 重点：尾插法建表的尾指针作用，表头/表中插入的"先链后断"原则。
   • 难点：插入操作中指针指向的顺序（避免指针丢失）。

二、教学过程设计（15分钟）

1. 复习导入（2分钟）

• 回顾：单向链表的节点结构（数据域+指针域），带头节点链表的初始化（头指针指向头节点，头节点next为NULL）。
  板书/PPT展示节点结构体定义：

  typedef struct LNode {
      int data;
      struct LNode *next;
  } LNode, *LinkList;

• 提问导入："初始化空链表后，如何按输入顺序创建链表？插入元素时又该如何保证链表不'断裂'？"引出本节课核心：尾插法建表、链表插入操作。

2. 核心知识点1：尾插法创建链表（5分钟）

（1）逻辑讲解（2分钟）

• 核心思想：新增"尾指针"跟踪链表最后一个节点，新节点始终插入到尾节点之后，保证输入顺序与链表存储顺序一致。
• 步骤拆解（结合手绘节点图）：
  ① 初始化带头节点的空链表，尾指针rear初始指向头节点；
  ② 新建节点，输入数据，指针域置NULL；
  ③ 原尾节点的next指向新节点；
  ④ 尾指针rear更新为新节点；
  ⑤ 重复②-④，直到创建完所有节点。

（2）代码演示+讲解（3分钟）

展示核心代码，逐行解析关键逻辑：

// 尾插法创建链表（n为元素个数）
void CreateList_Tail(LinkList *L, int n) {
    InitList(L); // 初始化空链表（头节点）
    LNode *rear = *L; // 尾指针初始指向头节点
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        LNode *p = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); // 新建节点
        if (p == NULL) { // 新增：内存分配失败处理
            printf("内存分配失败！\n");
            return;
        }
        scanf("%d", &p->data); // 输入数据
        p->next = NULL; // 新节点作为表尾，指针域置空
        rear->next = p; // 原尾节点链接新节点
        rear = p; // 尾指针更新
    }
}

• 重点强调：
  • 尾指针rear的作用：避免每次找表尾遍历链表，提升效率；
  • p->next = NULL：保证最后一个节点指针域为NULL（表尾标志）；
  • 内存分配失败处理：避免空指针访问；
  • 演示：输入"1 2 3"，手绘节点指针变化（头节点→1→2→3，rear最终指向3）。

3. 核心知识点2：链表插入操作（6分钟）

（1）插入原则：先链后断（1分钟）

• 强调：插入新节点时，必须先让新节点链接后续节点，再修改前驱节点的指针，否则会丢失后续链表。

（2）表头插入（2分钟）

• 逻辑：插入到头节点之后、首元节点之前（头插法简化版）。
  代码+图解：

  // 表头插入元素e
  bool InsertHead(LinkList L, int e) {
      LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));
      if (s == NULL) return false; // 内存分配失败处理
      s->data = e;
      s->next = L->next; // 新节点链接原首元节点（先链）
      L->next = s; // 头节点链接新节点（后断）
      return true;
  }

• 演示：链表已有"1 2 3"，表头插入"0"，结果为"0 1 2 3"，手绘指针变化。

（3）表中插入（3分钟）

• 需求：在第i个位置插入元素e（i≥1），核心是找到第i-1个前驱节点。
  代码+关键解析：

  // 表中第i个位置插入e
  bool ListInsert(LinkList L, int i, int e) {
      LNode *p = L;
      int j = 0;
      // 找第i-1个节点
      while (p != NULL && j < i-1) {
          p = p->next;
          j++;
      }
      if (p == NULL) return false; // i越界
      LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));
      if (s == NULL) return false; // 内存分配失败处理
      s->data = e;
      s->next = p->next; // 先链：新节点接后续
      p->next = s;       // 后断：前驱接新节点
      return true;
  }

• 演示：链表"0 1 2 3"，在第3个位置插入"9"，结果为"0 1 9 2 3"，重点手绘"p指向1，s->next指向2，p->next指向s"的过程。

4. 课堂小结（1分钟）

• 三种插入方式对比：
  • 尾插法：保持输入顺序，时间复杂度O(1)（借助尾指针）；
  • 表头插入：逆序存储，时间复杂度O(1)；
  • 表中插入：任意位置插入，需先遍历找前驱节点，时间复杂度O(n)。
• 关键点：
  • 理解指针操作"先连后断"的原则，避免链表断裂；
  • 掌握尾插法中尾指针的维护方法（初始指向头节点，新增节点后更新）；
  • 注意内存分配失败的处理，防止程序崩溃。

5. 课后思考

1. 如果不使用尾指针，尾插法的时间复杂度会变成多少？
2. 如何实现单链表的逆置操作？
3. 单链表与顺序表在插入操作上的效率差异体现在哪里？

三、板书设计（简洁版）

单向链表核心操作
1. 节点定义：
struct LNode {int data; struct LNode *next;}

2. 尾插法建表：
- 尾指针rear初始→头节点
- 新节点→rear->next，rear→新节点
- 内存分配失败需处理

3. 插入操作：
→ 原则：先链后断
  表头插入：s->next=L->next → L->next=s（O(1)，逆序）
  表中插入：找i-1前驱→s->next=p->next → p->next=s（O(n)）
  尾插法：借助尾指针（O(1)，顺序）

四、时间轴 & 教师活动/学生活动（精确到 30 s）

时间	教师活动	学生活动	设计意图
0:00-0:30	导入：举手机相册"批量导入保持顺序"问题，关联链表尾插需求	30 s 抢答：数组扩容代价	情境引入→引出尾插法需求
0:30-2:00	模型：手绘head→A→B→NULL的链表结构，展示尾指针作用	一人上台贴"尾指针"标签	具象化模型→抽象指针概念
2:00-4:00	算法：边画边写尾插法伪代码（初始化→新建节点→链接→更新尾指针）	跟读并口播"循环结束条件"	先梳理逻辑→再落地代码
4:00-6:00	代码：现场敲尾插法CreateList_Tail函数，强调内存分配失败处理	抄关键行，预测输入1/2/3的输出	还原真实IDE编程氛围
6:00-7:30	调试：故意漏写p->next=NULL，展示输出乱序→引导学生修正	观察输出异常→指出错误点	错误案例→强化核心细节
7:30-9:00	过渡：提问"如何把新结点放最前面？"，引出表头插入	30 s 分组折纸演示插入过程	过渡衔接→引出表头插入
9:00-10:30	头插：白板动画演示"先链后断"两步操作，带读口诀"先连后，再断前"	齐读口诀，复述指针操作步骤	口诀记忆→防断链核心原则
10:30-12:00	中插：给出任务"在第i=3位置插入x=99"，展示不完整代码让学生补全	2人一组补全3处关键空行	高阶思维→检验代码理解
12:00-15:00	小结+互动：讲解三种插入对比，抛出课后思考；评委提问时引导学生演示	回答对比问题，用纸质链表演示	检验深度→衔接课后思考