Inhaltsverzeichnis. Teil 1 Grundlagen 23

Transkript

1 Inhaltsverzeichnis Vorwort 11 Umfang 12 Einsatz als Unterrichtsmittel 12 Algorithmen mit Praxisbezug 13 Programmiersprache 14 Danksagung 15 Vorwort des C++-Beraters 16 Hinweise zu den Übungen 21 Teil 1 Grundlagen 23 Kapitel 1 Einführung Algorithmen Ein Beispielproblem: Vernetzung Algorithmen zur Vereinigungs-Suche (Unionfind) Ausblick Themenüberblick 45 Kapitel 2 Prinzipien der Algorithmenanalyse Implementierung und empirische Analyse Analyse von Algorithmen Wachstum von Funktionen O-Notation Grundlegende Rekurrenzen Beispiele der Algorithmenanalyse Garantien, Vorhersagen und Beschränkungen 77 Referenzen für Teil 1 81

2 6 Inhaltsverzeichnis Teil 2 Datenstrukturierung 83 Kapitel 3 Elementare Datenstrukturen Bausteine Arrays (Felder) Verkettete Listen Elementare Listenverarbeitung Speicherzuordnung für Listen Strings Zusammengesetzte Datenstrukturen 128 Kapitel 4 Abstrakte Datentypen Abstrakte Objekte und Sammlungen von Objekten Abstrakter Datentyp für einen Pushdown-Stack Beispiele von Clients für den Stack-ADT Implementierungen von Stack-ADTs Einen neuen abstrakten Datentyp erstellen FIFO-Warteschlangen und verallgemeinerte Warteschlangen Doppelte und indizierte Elemente First-Class-ADTs Anwendungsbasiertes ADT-Beispiel Ausblick 202 Kapitel 5 Rekursion und Bäume Rekursive Algorithmen Teile und herrsche Dynamisches Programmieren Bäume Mathematische Eigenschaften von Binärbäumen Traversieren von Bäumen Rekursive Algorithmen für Binärbäume Traversieren von Graphen Ausblick 264 Referenzen für Teil 2 267

3 Inhaltsverzeichnis 7 Teil 3 Sortieren 269 Kapitel 6 Elementare Sortierverfahren Spielregeln Sortieren durch Auswählen Sortieren durch Einfügen Bubblesort Leistungsdaten elementarer Sortierverfahren Shellsort Andere Arten von Daten sortieren Index- und Zeigersortieren Sortieren verketteter Listen Schlüsselindiziertes Zählen 315 Kapitel 7 Quicksort Der Grundalgorithmus Leistungsmerkmale von Quicksort Stack-Größe Kleine Teildateien Zerlegen nach dem Median von drei Elementen Doppelte Schlüssel Strings und Vektoren Auswählen 344 Kapitel 8 Mischen und Sortieren durch Mischen Zweiwegmischen Abstraktes In-situ-Mischen Top-Down-Mergesort Verbesserungen des grundlegenden Algorithmus Bottom-Up-Mergesort Leistungsmerkmale des Sortierens durch Mischen Mergesort mit verketteten Listen implementieren Rekursion unter einem anderen Blickwinkel 370 Kapitel 9 Prioritätswarteschlangen und Heapsort Elementare Implementierungen Die Datenstruktur Heap Algorithmen für Heaps Heapsort Abstrakter Datentyp für Prioritätswarteschlangen Prioritätswarteschlangen für Indexelemente Binomialwarteschlangen 407

4 8 Inhaltsverzeichnis Kapitel 10 Radixsort Bits, Bytes und Worte Binärer Quicksort MSD-Radixsort Dreiweg-Radix-Quicksort LSD-Radixsort Leistungsdaten von Radixsort-Verfahren Sortierverfahren mit sublinearer Zeit 448 Kapitel 11 Spezielle Sortierverfahren Mergesort nach Batcher Sortiernetzwerke Externes Sortieren Implementierungen des Verfahrens Sortieren durch Mischen Paralleles Sortieren durch Mischen 481 Referenzen für Teil Teil 4 Suchen 489 Kapitel 12 Symboltabellen und binäre Suchbäume Abstrakter Datentyp für Symboltabellen Schlüsselindizierte Suche Sequenzielle Suche Binäre Suche Binäre Suchbäume Leistungsmerkmale von binären Suchbäumen Indeximplementierungen mit Symboltabellen Einfügen an der Wurzel in binären Suchbäumen BST-Implementierungen von anderen ADT-Funktionen 535 Kapitel 13 Ausgeglichene Bäume Randomisierte binäre Suchbäume Splay-BSTs Top-Down Bäume Rot-Schwarz-Bäume Skiplisten Leistungsmerkmale 587 Kapitel 14 Hashing Hash-Funktionen Direkte Verkettung Lineares Sondieren 606

5 Inhaltsverzeichnis Doppeltes Hashing Dynamische Hash-Tabellen Ausblick 621 Kapitel 15 Digitales Suchen Digitale Suchbäume Tries Patricia-Tries Mehrweg-Tries und ternäre Such-Tries Algorithmen zur Textindizierung 668 Kapitel 16 Externes Suchen Spielregeln Indexsequenzieller Zugriff B-Bäume Erweiterbares Hashing Ausblick 704 Referenzen für Teil Register 709

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