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Das Buch Algorithmen enthält unentbehrliches Basiswissen und deckt ein breites Spektrum an Datenstrukturen und Algorithmen zu den Themen Sortieren, Suchen, Graphen- oder Zeichenkettenverarbeitung ab. Für alle vorgestellten Datenstrukturen und Algorithmen liegen im Buch Java-Implementierungen vor, die der Leser nachvollziehen und sofort verwenden kann.Besonders interessant ist der konkrete Einsatz der Algorithmen an realen Anwendungsbeispielen aus Forschung, Technik und Wirtschaft. Dabei kommt auch hier nicht Pseudocode, sondern eine funktionstüchtige Implementierung in Java zum Einsatz. Die didaktisch hervorragend aufbereitenden Kapitel mit historischem Hintergrundwissen, wissenschaftlichem Analysen, klar strukturiertem Code, visualisierten Ablaufprotokollen und Übungen in verschiedenen Schwierigkeitsstufen eignen sich sehr gut zum Einsatz in der Lehre und für ein Selbststudium, z. B. bei der Lehrplattform www.coursera.org Darüber hinaus findet der Leser auf den englischsprachigen Begleit-Webseiten zum Buch weiteres Material wie den Programmcode, Testdaten, Anwendungscode, Übungen und vieles mehr. Quelle: Verlagstext/ AUS DEM INHALT: / / / Inhaltsverzeichnis:Vorwort 11Besondere Merkmale 11Die Website zum Buch 13Das Buch als Unterrichtsmittel 14Kontext 14Danksagung 15Vorwort zur deutschen Ausgabe 16Webinhalte zum vorliegenden Buch 17Kapitel 1 Grundlagen igAlgorithmen 20Zusammenfassung der Themen 231.1 Das grundlegende Programmiermodell 251.1.1 Grundlegende Struktur eines Java-Programms 271.1.2 Primitive Datentypen und Ausdrücke 281.1.3 Anweisungen 311.1.4 Kurzschreibweisen 341.1.5 Arrays 361.1.6 Statische Methoden 391.1.7 APIs 471.1.8 Strings 521.1.9 Ein- und Ausgabe 541.1.10 Binäre Suche 651.1.11 Ausblick 691.2 Datenabstraktion 811.2.1 Abstrakte Datentypen 821.2.2 Beispiele abstrakter Datentypen 921.2.3 Abstrakte Datentypen implementieren 1041.2.4 Weitere Implementierungen abstrakter Datentypen 1101.2.5 Datentypdesign 1161.3 Multimengen, Warteschlangen und Stapel 1391.3.1 APIs 1401.3.2 Collections implementieren 1511.3.3 Verkettete Listen 1621.3.4 Zusammenfassung 1761.4 Analyse der Algorithmen 1911.4.1 Die wissenschaftliche Methode 1911.4.2 Beobachtungen 1921.4.3 Mathematische Modelle 1981.4.4 Klassifikationen der Wachstumsordnung 2061.4.5 Schnellere Algorithmen entwerfen 2091.4.6 Experimente zum Verdopplungsverhältnis 2121.4.7 Fallstricke 2161.4.8 Die Abhängigkeit von Eingaben reduzieren 2181.4.9 Speicherbedarf 2211.4.10 Ausblick 2271.5 Fallstudie Union-Find 2381.5.1 Verwaltung von Zusammenhangskomponenten 2381.5.2 Implementierungen 2451.5.3 Ausblick 257Kapitel 2 Sortieren 2652.1 Elementare Sortierverfahren 2672.1.1 Spielregeln 2672.1.2 Selectionsort 2722.1.3 Insertionsort 2742.1.4 Sortieralgorithmen grafisch darstellen 2762.1.5 Zwei Sortieralgorithmen vergleichen 2772.1.6 Shellsort 2812.2 Mergesort 2942.2.1 Abstraktes In-Place-Mergen 2942.2.2 Top-Do wn-Mergesort 2962.2.3 Bottom-Up-Mergesort 3012.2.4 Die Komplexität des Sortierens 3042.3 Quicksort 3132.3.1 Der grundlegende Algorithmus 3132.3.2 Laufzeitverhalten 3182.3.3 Algorithmische Verbesserungen 3202.4 Vorrangwarteschlangen 3332.4.1 API 3342.4.2 Einfache Implementierungen 3362.4.3 Heap-Definitionen 3392.4.4 Algorithmen für Heaps 3412.4.5 Heapsort 3502.5 Anwendungen 3632.5.1 Verschiedene Datentypen sortieren 3642.5.2 Welchen Sortieralgorithmus soll ich verwenden? 3692.5.3 Reduktionen 3722.5.4 Sortieranwendungen im kurzen Überblick 375Kapitel 3 Suchen 3873.1 Symboltabellen 3893.1.1 API 3903.1.2 Geordnete Symboltabellen 3933.1.3 Beispielclients 3983.1.4 Sequenzielle Suche in einer ungeordneten verketteten Liste 4023.1.5 Binäre Suche in einem geordneten Array 4053.1.6 Analyse der binären Suche 4113.1.7 Ausblick 4133.2 Binäre Suchbäume 4243.2.1 Grundlegende Implementierung 4253.2.2 Analyse 4323.2.3 Ordnungsbasierte Methoden und Löschen 4353.3 Balancierte Suchbäume 4533.3.1 2-3-Suchbäume 4533.3.2 Rot-Schwarz-Bäume 4613.3.3 Implementierung 4703.3.4 Löschen 4733.3.5 Eigenschaften von Rot-Schwarz-Bäumen 4753.4 Hashtabellen 4893.4.1 Hashfunktionen 4903.4.2 Hashing mit Verkettung 4963.4.3 Hashing mit linearer Sondierung 5013.4.4 Größenanpassung von Arrays 5063.4.5 Speicher 5093.5 Anwendungen 5193.5.1 Welche Symboltabellen-Implementierung soll ich verwenden?.5193.5.2 Mengen-APIs (Set) 5223.5.3 Wörterbuch-Anwendungen 5263.5.4 Indizierungsclients 5313.5.5 Dünn besetzte Vektoren 537Kapitel 4 Graphen 5494.1 Ungerichtete Graphen 5534.1.1 Glossar 5544.1.2 Datentyp für ungerichtete Graphen 5574.1.3 Tiefensuche 5664.1.4 Pfadsuche 5724.1.5 Breitensuche 5774.1.6 Zusammenhangskomponenten 5834.1.7 Symbolgraphen 5894.1.8 Zusammenfassung 5974.2 Gerichtete Graphen 6074.2.1 Glossar 6074.2.2 Datentyp für Digraphen 6094.2.3 Erreichbarkeit in Digraphen 6124.2.4 Zyklen und azyklische Digraphen 6174.2.5 Starker Zusammenhang in Digraphen 6284.2.6 Zusammenfassung 6384.3 Minimale Spannbäume 6464.3.1 Zugrunde liegende Prinzipien 6484.3.2 Datentyp eines kantengewichteten Graphen 6514.3.3 API und Testclient für minimale Spannbäume 6554.3.4 Der Algorithmus von Prim 6584.3.5 Eager-Version des Prim-Algorithmus 6634.3.6 Der Algorithmus von Kruskal 6684.3.7 Ausblick 6714.4 Kürzeste Pfade 6804.4.1 Eigenschaften der kürzeste Pfade 6824.4.2 Datentypen für kantengewichtete Digraphen 6844.4.3 Theoretische Grundlagen für Kürzeste-Pfade-Algorithmen 6924.4.4 Algorithmus von Dijkstra 6944.4.5 Azyklische kantengewichtete Digraphen 7014.4.6 Kürzeste Pfade in allgemeinen kantengewichteten Digraphen .7114.4.7 Ausblick 726Kapitel 5 Strings 7375.1 Stringsortierverfahren 7455.1.1 Schlüsselindiziertes Zählen 7465.1.2 LSD-Sortierverfahren 7495.1.3 MSD-Sortierverfahren 7525.1.4 3-Wege-Quicksort für Strings 7625.1.5 Welchen Stringsortieralgorithmus soll ich verwenden? 7675.2 Tries 7735.2.1 Tries 7755.2.2 Eigenschaften von Tries 7855.2.3 Ternäre Suchtries 7895.2.4 TST-Eigenschaften 7925.2.5 Welche Symboltabellen-Implementierung soll ichfür Strings verwenden? 7955.3 Teilstringsuche 8005.3.1 Ein kurzer geschichtlicher Abriss 8005.3.2 Brute-Force-Teilstringsuche 8015.3.3 Teilstringsuche nach Knuth-Morris-Pratt 8045.3.4 Teilstringsuche nach Boyer-Moore 8125.3.5 Fingerprint-Suche nach Rabin-Karp 8175.3.6 Zusammenfassung 8225.4 Reguläre Ausdrücke 8295.4.1 Muster mit regulären Ausdrücken 8305.4.2 Abkürzungen 8325.4.3 Reguläre Ausdrücke in Anwendungen 8345.4.4 Nichtdeterministische endliche Automaten 8365.4.5 Simulation eines NEA 8395.4.6 Konstruktion eines NEA für einen regulären Ausdruck 8425.5 Datenkomprimierung 8515.5.1 Spielregeln 8525.5.2 Binärdaten lesen und schreiben 8535.5.3 Beschränkungen 8575.5.4 Aufwärmübung: Genomik 8605.5.5 Lauflängencodierung 8635.5.6 Huffman-Komprimierung 8685.5.7 LZW-Komprimierung 882Kapitel 6 Im Kontext 895Ereignisgesteuerte Simulation 899B-Bäume 909Suffixarrays 918Netzwerkflussalgorithmen 928Reduktion 946Nicht effizient lösbare Probleme 953Allgemeine Übungen zu der Kollisionssimulation 966Allgemeine Übungen zu B-Bäumen 968Allgemeine Übungen zu Suffixarrays 969Allgemeine Übungen zu Max-Fluss 971Allgemeine Übungen zu Reduktionen undscheinbarer Unlösbarkeit 973Register 975