Datenstrukturen und Algorithmen

Effiziente Algorithmen und Datenstrukturen bilden ein zentrales Thema der Informatik. Wer programmiert, sollte zu den wichtigsten Problembereichen grundlegende Lösungsverfahren kennen. Dieses Buch vermittelt entsprechende Kenntnisse und Fähigkeiten. Es setzt Akzente in der klaren Trennung zwischen Datentyp und Datenstruktur als Implementierung eines Datentyps und in der Beschreibung von Algorithmen auf angemessenem Abstraktionsniveau; einen besonderen thematischen Schwerpunkt bilden geometrische Algorithmen. Die neu bearbeitete Auflage des Buches benutzt Java als Implementierungssprache.

Prof. Dr. Hartmut Güting, Fernuniversität Hagen
Dr. Stefan Dieker, Fernuniversität Hagen

1 Einführung.- 1.1 Algorithmen und ihre Analyse.- 1.2 Datenstrukturen, Algebren, Abstrakte Datentypen.- 1.3 Grundbegriffe.- 1.4 Weitere Aufgaben.- 1.5 Literaturhinweise.- 2 Programmiersprachliche Konzepte für Datenstrukturen.- 2.1 Datentypen in Java.- 2.2 Dynamische Datenstrukturen.- 2.3 Weitere Konzepte zur Konstruktion von Datentypen.- 2.4 Literaturhinweise.- 3 Grundlegende Datentypen.- 3.1 Sequenzen (Folgen, Listen).- 3.2 Stacks.- 3.3 Queues.- 3.4 Abbildungen.- 3.5 Binäre Bäume.- 3.6 (Allgemeine) Bäume.- 3.7 Weitere Aufgaben.- 3.8 Literaturhinweise.- 4 Datentypen zur Darstellung von Mengen.- 4.1 Mengen mit Durchschnitt, Vereinigung, Differenz.- 4.2 Dictionaries: Mengen mit INSERT, DELETE, MEMBER.- 4.3 Priority Queues: Mengen mit INSERT, DELETEMIN.- 4.4 Partitionen von Mengen mit MERGE, FIND.- 4.5 Weitere Aufgaben.- 4.6 Literaturhinweise.- 5 Graphen und Graph-Algorithmen.- 5.1 Gerichtete Graphen.- 5.2 (Speicher-) Darstellungen von Graphen.- 5.3 Graphdurchlauf.- 5.4 Bestimmung kürzester Wege von einem Knoten zu allen anderen.- 5.5 Bestimmung kürzester Wege zwischen allen Knoten im Graphen.- 5.6 Transitive Hülle.- 5.7 Starke Komponenten.- 5.8 Ungerichtete Graphen.- 5.9 Minimaler Spannbaum (Algorithmus von Kruskal).- 5.10 Weitere Aufgaben.- 5.11 Literaturhinweise.- 6 Sortieralgorithmen.- 6.1 Einfache Sortierverfahren: Direktes Auswählen und Einfügen.- 6.2 Divide-and-Conquer-Methoden: Mergesort und Quicksort.- 6.3 Verfeinertes Auswählen und Einfügen: Heapsort und Baumsortieren.- 6.4 Untere Schranke für allgemeine Sortierverfahren.- 6.5 Sortieren durch Fachverteilen: Bucketsort und Radixsort.- 6.6 Weitere Aufgaben.- 6.7 Literaturhinweise.- 7 Geometrische Algorithmen.- 7.1 Plane-Sweep-Algorithmen für orthogonale Objekte in der Ebene.- 7.2Divide-and-Conquer-Algorithmen für orthogonale Objekte.- 7.3 Suchen auf Mengen orthogonaler Objekte.- 7.4 Plane-Sweep-Algorithmen für beliebig orientierte Objekte.- 7.5 Weitere Aufgaben.- 7.6 Literaturhinweise.- 8 Externes Suchen und Sortieren.- 8.1 Externes Suchen: B-Bäume.- 8.2 Externes Sortieren.- 8.3 Weitere Aufgaben.- 8.4 Literaturhinweise.- Mathematische Grundlagen.- Lösungen zu den Selbsttestaufgaben.- Literatur.