1.1 设计目的及意义

随着计算机技术的发展，利用计算机进行课件展示已经成为课堂教学必备的一项工作。利用计算机展示，可以更直观、更高效地进行知识的传授，同时也降低了教师黑板板书的要求。但是在《数据结构》课程的实际教学中，有关二叉树动态链式存储结构以及相关算法比较复杂，仅凭PPT的简陋动画难以让学生理解二叉树动态链式存储结构以及所使用的算法。为了让《数据结构》的课堂效率更高，对二叉树动态链式存储结构的讲授更清晰，故决定开发相应的数据结构可视化演示软件，以增强学习《数据结构》课程时的演示效果与交互体验。同时，制作好的软件也可以直接由教师直接分发给学生，用于课后的预习、复习工作。再进一步做成寓教于乐的游戏的形式的话，就更能吸引到学习《数据结构》课程的学生。为达成相应的目标，可以使用Unity技术（参见[11]）。

1.2 研究现状

[1]中有关数据结构的习题，在完全的文字描述下，是非常抽象又难于理解的。单纯的文字描述，于著者来说似乎已经说明了问题，但是在读者看来，却只是抽象的文字与符号、图表的结合。即使如[2]、[3]和[4]中一般将数据结构的知识讲述得浅显易懂，思维能力、理解能力较差的学生仍然较难在短时间内掌握相应的数据结构、算法过程及要点。而要更直观地去体会，了解数据结构及其相应的算法，需要借助可视化工具，才能获得比较好的效果。

在国内也有在《数据结构》课程中应用数据结构与算法可视化程序来进行辅助教学的探索（参见[9]、[12]、[13]、[14]）。但是这些文献中使用的数据结构与算法可视化软件普遍比较简陋，更偏向于课堂展示用途，仅仅将相应的数据结构与算法用传统的方框等图形表示出来，相应的可视化交互性不足。也有提出数据结构可视化类库设计的（参见[15]），通过可视化编程的形式将使用的数据结构可视化组合并生成。参考它的思路，可以设计交互性更强、更有趣味的数据结构算法演示程序。

国外的数据结构教学中也使用相应的数据结构演示软件（参见[10]），但是相应的交互性、趣味性不足，仅仅满足了在课堂上教师展示使用的要求，学生本身的参与度并不大，这方面可以作为改进的切入点。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 目标（开发的系统概况描述）

开发一个基于Unity的二叉树动态链式存储结构可视化演示软件及其算法库

2.2 基本内容

2.2.1 算法库建立