Datenstrukturen. Ziele

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1 Datenstrukturen Ziele Nutzen von Datenstrukturen Funktionsweise verstehen Eigenen Datenstrukturen bauen Vordefinierte Datenstrukturen kennen Hiflsmethoden komplexer Datenstrukten kennen

2 Datenstrukturen speichern Daten brauchen Flexibilität (ein Lager muss auch Objekte aus unterschiedlichen Regalen etc zurückgeben) sollen wenig ungenutzten Platz verbrauchen (wenig overhead) sollen die Bedienung sehr einfach halten im UML Klassendiagramm sind Datenhaltungen mit Raute versehen

3 Datenstrukturen Aggregation von Objekten in Datenstrukturen Die Speichervariable wird im UML- Klassenblock weggelassen

4 Datenstrukturen sollen mit beliebigen Waren befüllt werden können Alternative A: Objekte als kleinster gem. Nenner Alernative B: Generics generische Datenstrukturen verwenden (generics, mit check, ob man immer den richtigen Datentyp reinsteck und rausbekommt) <Datentyp>, in Dokumentation <E> die primitiven Datenstrukturen brauchen "wrapper" damit sich auch objekte werden

5 ArrayList Ein "unendliches" Array Array ArrayList

6 ArrayList Javadoc

7 Schlange (Interface Queue) First-In-First-Out Provided by class LinkedList Methods: add and remove

8 Haufen (class Stack) Last-In-First-Out Method pop and push

9 Interface Set modellierte eine Mathematische "Menge" keine doppelten Elemente erlaubt eine implementierende Klasse ist HashSet Javadoc

10 Interface Map Ist ein Mapping = Abbildung eines Indizes auf ein beliebiges Objekt Implementierende Klasse ist HashMap e/6/docs/api/java/util/hashm ap.html

11 Hash-Funktion math. Funktion Abbildung "große" Menge auf "kleine" Menge z.b. Funktion abs() bildet alle natürlichen zahlen auf die positiven ab Jorge Stolfi, Hash-Funktion, wiki

12 HashMap Implementierung des Map-Interfaces durch Hash-Funktion HashMap Jeder Key ist nur einmal erlaubt (wie in Set) HashMap Key Key ArrayList () object object Key Key ArrayList () Key

13 Baum (classtreeset, TreeMap) Bietet obere Grenze von log 2 (n) Zugriffen beim Suchen / Einfügen Durch sortierte Einträge Warum log 2 (n)?

14 Support for comparison B+tree Keys are sorted Samples are sorted at time of insertion For char/text attributes use a index length B+-Tree 2 Keys Attribute 1 Attribute 2 Attribute 3 Attribute 4

15 B+Tree Contains buckets The tree consists of Bucket Inner nodes Contain only keys and pointers-to-buckets End nodes (the leaves) Contain keys, pointers-to-buckets and pointers-to-data Each buckets contains between n/2 m n keys m+1 pointers-to-buckets or m pointers-to-data (only leaves) The keys in the bucket are ordered

16 Creating a B+Tree Create a B+Tree for the following data using attribute 2 (red) and n=3 The insertion order is from top to bottom 1.Insert This bucket contains a key and a pointer to a data sample Samples Keys Insert 6, 2 3.Insert Maximal size for the bucket is reached! This bucket contains a pointers to other buckets

17 Creating a B+Tree 4. Insert Insert If a bucket splits the middle key travels up to the parent The pointers are named according to the smallest key in the bucket to which the pointer points

18 Instance-Of Mit instanceof <Klassentyp> kann abgefragt werden, ob ein Objekt ein Kind (direktes oder indirektes) einer bestimmten Klasse ist Task Zusatz Überprüfe Sie bei der Zurückgabe aus der Hashmap, zu welcher konkreten Klasse das Objekt gehört und Konvertieren Sie es in diese Klasse Konvertieren z.b. In Direktorin: (Direktorin)object

19 Iteratoren Verkettete Listen auf die enthaltenen Objekte Mit Iterator::next wird Pointer auf das nächste Objekt gelegt Iterator next