Inhaltsverzeichnis. Teil 1 Grundlagen 21. Teil 2 Datenstrukturen 85
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- Stefan Böhme
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1 Inhaltsverzeichnis Vorwort 13 Umfang 14 Einsatz als Unterrichtsmittel 14 Algorithmen mit Praxisbezug 15 Programmiersprache 16 Danksagung 17 Vorwort des Java-Beraters 18 Hinweise zu den Übungen 19 Teil 1 Grundlagen 21 Kapitel 1 Einführung Algorithmen Ein Beispielproblem: Vernetzung Algorithmen zur Vereinigungs-Suche (Unionfind) Ausblick Themenüberblick 44 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 78 Referenzen für Teil 1 83 Teil 2 Datenstrukturen 85 Kapitel 3 Elementare Datenstrukturen Bausteine Arrays (Felder) 100
2 8 Inhaltsverzeichnis 3.3 Verkettete Listen Elementare Listenverarbeitung Speicherzuordnung für Listen Strings Zusammengesetzte Datenstrukturen 135 Kapitel 4 Abstrakte Datentypen Sammlungen von Elementen Abstrakter Datentyp für einen Pushdown-Stack Beispiele von Clients für den Stack-ADT Implementierungen von Stack-ADTs Generische Implementierungen Einen neuen abstrakten Datentyp erstellen FIFO-Warteschlangen und verallgemeinerte Warteschlangen Doppelte und indizierte Elemente First-Class-ADTs Anwendungsbasiertes ADT-Beispiel Ausblick 211 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 278 Referenzen für Teil Teil 3 Sortieren 281 Kapitel 6 Elementare Sortierverfahren Spielregeln Generische Sortierimplementierungen Sortieren durch Auswählen Sortieren durch Einfügen Bubblesort Leistungsdaten elementarer Sortierverfahren Visualisierung von Algorithmen 315
3 Inhaltsverzeichnis Shellsort Sortieren verketteter Listen Schlüsselindiziertes Zählen 332 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 363 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 392 Kapitel 9 Prioritätswarteschlangen und Heapsort Elementare Implementierungen Die Datenstruktur Heap Algorithmen für Heaps Heapsort Abstrakter Datentyp für Prioritätswarteschlangen Prioritätswarteschlangen für Clientarrays Binomialwarteschlangen 431 Kapitel 10 Radixsort Bits, Bytes und Worte Binärer Quicksort MSD-Radixsort Dreiweg-Radix-Quicksort LSD-Radixsort Leistungsdaten von Radixsort-Verfahren Sortierverfahren mit sublinearer Zeit 477
4 10 Inhaltsverzeichnis Kapitel 11 Spezielle Sortierverfahren Mergesort nach Batcher Sortiernetzwerke In-situ-Sortieren Externes Sortieren Implementierungen des Verfahrens Sortieren durch Mischen Paralleles Sortieren durch Mischen 520 Referenzen für Teil Teil 4 Suchen 527 Kapitel 12 Symboltabellen und binäre Suchbäume Abstrakter Datentyp für Symboltabellen Schlüsselindizierte Suche Sequenzielle Suche Binäre Suche Indeximplementierungen mit Symboltabellen Binäre Suchbäume Leistungsmerkmale von binären Suchbäumen Einfügen an der Wurzel in binären Suchbäumen BST-Implementierungen von anderen ADT-Operationen 582 Kapitel 13 Ausgeglichene Bäume Randomisierte binäre Suchbäume Splay-BSTs Top-Down Bäume Rot-Schwarz-Bäume Skiplisten Leistungsmerkmale 638 Kapitel 14 Hashing Hashfunktionen Direkte Verkettung Lineares Sondieren Doppeltes Hashing Dynamische Hash-Tabellen Ausblick 675
5 Inhaltsverzeichnis 11 Kapitel 15 Digitales Suchen Digitale Suchbäume Tries Patricia-Tries Mehrweg-Tries und ternäre Such-Tries Algorithmen zur Textindizierung 728 Kapitel 16 Externes Suchen Spielregeln Indexsequenzieller Zugriff B-Bäume Erweiterbares Hashing Ausblick 766 Referenzen für Teil Anhang 771 Sachregister 775
6
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