Algorithmen und Datenstrukturen: praktische Übungen für die Vorlesungen und Praktika
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
[2022]
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XI, 516 Seiten Illustrationen, Diagramme |
| ISBN: | 9783446472228 3446472223 |
Internformat
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| 776 | 0 | 8 | |i Erscheint auch als |n Online-Ausgabe, EPUB |z 978-3-446-47303-4 |
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Datensatz im Suchindex
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|---|---|
| adam_text |
INHALT
VORWORT
.
IX
TEIL
I:
GRUNDLAGEN
.
1
1
EINFUEHRUNG
.
3
1.1
BERECHENBARKEIT
VON
ALGORITHMEN
.
4
1.2
WIE
EINE
TURING-MASCHINE
ARBEITET
.
5
1.2.1
BEISPIEL
1:
ADDITION
ZWEIER
ZAHLEN
MIT
EINER
TURING-MASCHINE
.
6
1.2.2
BEISPIEL
2:
SUCHEN
UND
ERSETZEN
.
8
1.2.3
BEISPIEL
3:
MULTIPLIKATION
ZWEIER
ZAHLEN
MIT
EINER
ERWEITERTEN
TURING-MASCHINE
.
10
1.2.4
VON
DER
TURING-MASCHINE
ZUM
PROZESSOR
.
13
1.3
LAUFZEITANALYSE
VON
ALGORITHMEN
.
14
1.3.1
DAS
P-NP-PROBLEM
.
16
1.4
LAUFZEITABSCHAETZUNGEN
VON
C-PROGRAMMEN
.
17
1.5
UEBUNGEN
.
21
2
BASISALGORITHMEN
.
23
2.1
DER
RINGTAUSCH
.
24
2.2
EINFACHE
TEXTSUCHE
.
28
2.3
EINFACHES
SUCHEN
UND
ERSETZEN
.
33
2.3.1
ENTFERNEN
EINES
TEXTES
AUS
EINER
ZEICHENKETTE
.
33
2.3.2
EINFUEGEN
VON
FREIRAEUMEN
IN
DEN
TEXT
.
34
2.3.3
EIN
VOLLSTAENDIGES
PROGRAMM
ZUM
SUCHEN
UND
ERSETZEN
.
35
2.4
EINFACHES
SORTIEREN
VON
ZAHLEN
.
38
2.4.1
BUBBLE
SORT
.
39
2.4.2
EINFACHES,
SORTIERTES
EINFUEGEN
.
43
2.5
PRIMFAKTORZERLEGUNG
.
47
2.5.1
WANN
IST
EINE
ZAHL
EINE
PRIMZAHL?
.
47
2.5.2
DIE
PRIMFAKTORZERLEGUNG
-
DAS
PROGRAMM
YYPRIMTEILER
"
.
49
2.6
BERECHNUNG
DES
GGT
(GROESSTER
GEMEINSAMER
TEILER)
.
53
2.7
GEZIELTE
SUCHE
NACH
PRIMZAHLEN
.
56
2.7.1
DAS
SIEB
DES
ERATOSTHENES
.
56
2.8
RECHNEN
MIT
BELIEBIG
LANGEN
ZAHLEN
.
59
2.8.1
ADDITION
BELIEBIG
LANGER
ZAHLEN
.
59
2.8.2
SUBTRAKTION
BELIEBIG
LANGER
ZAHLEN
.
64
2.8.3
MULTIPLIKATION
BELIEBIG
LANGER
ZAHLEN
(AEGYPTISCHE
MULTIPLIKATION)
.
68
2.8.4
DIVISION
BELIEBIG
LANGER
ZAHLEN
(AEGYPTISCHE
DIVISION)
.
71
2.9
UEBUNGEN
.
83
3
REKURSIVE
ALGORITHMEN
.
85
3.1
DER
PROZESSORSTAPEL
(STACK)
.
85
3.2
WAS
SIND
REKURSIONEN
UND
WOZU
WERDEN
SIE
BENOETIGT?
.
87
3.3
BEISPIELPROGRAMME
ZUR
REKURSION
.
87
3.3.1
BERECHNUNG
DER
FAKULTAET
.
88
3.3.2
BERECHNUNG
VON
FIBONACCI-ZAHLEN
.
90
3.3.3
DAS
ERSTELLEN
VON
GALOIS-FELDERN
.
92
3.3.4
DIE
TUERME
VON
HANOI
.
95
3.3.5
EIN
BACKTRACKING-ALGORITHMUS
.
98
3.3.6
EIN
EINFACHER
TASCHENRECHNER
.
104
3.4
WANN
REKURSION
UND
WANN
LIEBER
NICHT?
.
113
3.5
UEBUNGEN
.
114
TEIL
II:
FORTGESCHRITTENE
THEMEN
.
115
4
VERKETTETE
LISTEN
.
117
4.1
DIE
ERSTELLUNG
VERKETTETER
LISTEN
.
117
4.1.1
EINFACH
VERKETTETE
LISTEN
.
118
4.1.2
DOPPELT
VERKETTETE
LISTEN
.
127
4.2
BLOCKCHAINS
UND
LISTEN
MIT
BELIEBIGEN
OBJEKTEN
.
138
4.2.1
BLOCKCHAINS
.
138
4.2.2
LISTEN
MIT
BELIEBIGEN
OBJEKTTYPEN
.
151
4.3
LISTEN
MIT
JAVA
ERSTELLEN
.
166
4.3.1
ERSTELLEN
VON
JAVA-LISTEN
MIT
LINKEDLIST
.
167
4.3.2
ERSTELLEN
VON
JAVA-LISTEN
MIT
VECTOR
.
171
4.3.3
WANN
LINKEDLIST
UND
WANN
VECTOR?
.
172
4.4
UEBUNGEN
.
173
5
BAEUME
.
175
5.1
ALLGEMEINE
BAEUME
.
176
5.1.1
EINFACH
STRUKTURIERTE
ALLGEMEINE
BAEUME
.
176
5.1.2
ALLGEMEINE
BAEUME
MIT
BELIEBIGEN
OBJEKTEN
.
188
5.2
BINAERBAEUME
.
202
5.3
BAEUMEINJAVA
.
213
5.4
UEBUNGEN
.
218
6
SUCH-UND
SORTIERVERFAHREN
.
219
6.1
WICHTIGE
EFFIZIENTE
SORTIERVERFAHREN
.
220
6.1.1
MIN-MAX-SORT
.
220
6.1.2
MERGESORT
.
225
6.1.3
QUICKSORT
.
231
6.1.4
TREESORT
.
238
6.1.5
HEAPSORT
.
241
6.2
EFFIZIENTE
SUCHALGORITHMEN
.
250
6.2.1
DER
KMP-ALGORITHMUS
.
250
6.2.2
THREADSEARCH
.
257
6.3
UEBUNGEN
.
264
TEIL
III:
WEITERFUEHRENDE
THEMEN
.
265
7
SIGNALVERARBEITUNG
.
267
7.1
WAS
IST
EIN
SIGNAL?
.
267
7.1.1
KORREKTES
MESSEN
VON
SIGNALEN
.
268
7.2
GENERIERUNG DIGITALER
SIGNALE
.
272
7.2.1
DAS
RECHTECKSIGNAL
.
273
7.2.2
DAS
SAEGEZAHNSIGNAL
.
276
7.2.3
DAS
DREIECKSIGNAL
.
278
7.2.4
DAS
WEISSE
RAUSCHEN
.
280
7.2.5
DAS
SINUSSIGNAL
.
283
7.2.6
ZEITVERAENDERLICHE
DISKRETE
SIGNALE
.
285
7.3
FILTERALGORITHMEN
.
289
7.3.1
DER
POP-KLICK-FILTER.
290
7.3.2
DER
DISTORTION-FILTER
.
293
7.3.3
DER
EMA-FILTER.
295
7.3.4
DISKRETE
FOURIER-TRANSFORMATION
(DFT)
.
299
7.4
UEBUNGEN
.
303
8
GRAFISCHE
BILDVERARBEITUNG
.
305
8.1
DER
MEDIANFILTER
.
305
8.2
BINAERFILTER
.
321
8.3
LINEARES
FILTERN
MIT
FILTERMASKEN
.
324
8.4
CHROMA
KEYING
.
329
8.5
UEBUNGEN
.
332
9
SIMULATION
NEURONALER
NETZE
.
333
9.1
ZEICHENERKENNUNG
MIT
NEURONALEN
NETZEN
.
334
9.2
SPRACHERKENNUNG
.
347
10
KRYPTOGRAPHISCHE
ALGORITHMEN
.
357
10.1
HISTORISCHE
CHIFFREN
.
357
10.1.1
DIE
CAESAR-CHIFFRE
.
358
10.1.2
DIE
VIGENERE-VERSCHLUESSELUNG
.
363
10.1.3
DIE
ENIGMA
.
366
10.2
SICHERE
SCHLUESSELUEBERTRAGUNG
.
375
10.2.1
VERWENDEN
DER
MODULO-OPERATION
.
375
10.2.2
VERWENDEN
DES
RSA-ALGORITHMUS
.
382
10.3
BLOCKCHIFFREN
.
395
10.4
HASHING-VERFAHREN
.
412
10.4.1
ERWEITERTES
XOR-HASHING
.
412
10.4.2
DER
SHA-ALGORITHMUS
.
422
10.5
ERZEUGEN
SICHERER
PSEUDO-ZUFALLSZAHLEN
.
429
10.6
UEBERTRAGEN
VON
NACHRICHTEN
DURCH
QUANTENKRYPTOGRAPHIE
.
432
11
GRAPHEN
.
435
11.1
DARSTELLUNG
EINES
GRAPHEN
ALS
ADJAZENZMATRIX
.
437
11.2
DARSTELLUNG
EINES
GRAPHEN
ALS
VERALLGEMEINERTE
BAUMSTRUKTUR
.
446
11.3
EULERKREISE
.
455
11.4
PETRI-NETZE
.
462
11.4.1
PROZESS-SYNCHRONISATION
.
462
11.4.2
DAS
ERZEUGER-VERBRAUCHER-PROBLEM
.
465
11.4.3
DAS
PHILOSOPHENPROBLEM
VON
DIJKSTRA
.
467
11.4.4
SIMULATION
VON
PETRI-NETZEN
MIT
INZIDENZMATRIZEN
.
481
11.5
UEBUNGEN
.
491
ANHANG:
LOESUNG
DER
UEBUNGSAUFGABEN
.
493
ANHANG
ZU
KAPITEL
1
YYEINFUEHRUNG
"
.
493
ANHANG
ZU
KAPITEL
2
YYBASISALGORITHMEN
"
.
498
ANHANG
ZU
KAPITEL
3
YYREKURSIVE
ALGORITHMEN
"
.
500
ANHANG
ZU
KAPITEL
4
YYVERKETTETE
LISTEN
"
.
502
ANHANG
ZU
KAPITEL
5
YYBAEUME
"
.
504
ANHANG
ZU
KAPITEL
6
YYSUCH
UND
SORTIERVERFAHREN
"
.
506
ANHANG
ZU
KAPITEL
7
YYSIGNALVERARBEITUNG
"
.
507
ANHANG
ZU
KAPITEL
8
YYGRAFISCHE
BILDVERARBEITUNG
"
.
510
ANHANG
ZU
KAPITEL
11
YYGRAPHEN
"
.
512
INDEX
.
515 |
| adam_txt |
INHALT
VORWORT
.
IX
TEIL
I:
GRUNDLAGEN
.
1
1
EINFUEHRUNG
.
3
1.1
BERECHENBARKEIT
VON
ALGORITHMEN
.
4
1.2
WIE
EINE
TURING-MASCHINE
ARBEITET
.
5
1.2.1
BEISPIEL
1:
ADDITION
ZWEIER
ZAHLEN
MIT
EINER
TURING-MASCHINE
.
6
1.2.2
BEISPIEL
2:
SUCHEN
UND
ERSETZEN
.
8
1.2.3
BEISPIEL
3:
MULTIPLIKATION
ZWEIER
ZAHLEN
MIT
EINER
ERWEITERTEN
TURING-MASCHINE
.
10
1.2.4
VON
DER
TURING-MASCHINE
ZUM
PROZESSOR
.
13
1.3
LAUFZEITANALYSE
VON
ALGORITHMEN
.
14
1.3.1
DAS
P-NP-PROBLEM
.
16
1.4
LAUFZEITABSCHAETZUNGEN
VON
C-PROGRAMMEN
.
17
1.5
UEBUNGEN
.
21
2
BASISALGORITHMEN
.
23
2.1
DER
RINGTAUSCH
.
24
2.2
EINFACHE
TEXTSUCHE
.
28
2.3
EINFACHES
SUCHEN
UND
ERSETZEN
.
33
2.3.1
ENTFERNEN
EINES
TEXTES
AUS
EINER
ZEICHENKETTE
.
33
2.3.2
EINFUEGEN
VON
FREIRAEUMEN
IN
DEN
TEXT
.
34
2.3.3
EIN
VOLLSTAENDIGES
PROGRAMM
ZUM
SUCHEN
UND
ERSETZEN
.
35
2.4
EINFACHES
SORTIEREN
VON
ZAHLEN
.
38
2.4.1
BUBBLE
SORT
.
39
2.4.2
EINFACHES,
SORTIERTES
EINFUEGEN
.
43
2.5
PRIMFAKTORZERLEGUNG
.
47
2.5.1
WANN
IST
EINE
ZAHL
EINE
PRIMZAHL?
.
47
2.5.2
DIE
PRIMFAKTORZERLEGUNG
-
DAS
PROGRAMM
YYPRIMTEILER
"
.
49
2.6
BERECHNUNG
DES
GGT
(GROESSTER
GEMEINSAMER
TEILER)
.
53
2.7
GEZIELTE
SUCHE
NACH
PRIMZAHLEN
.
56
2.7.1
DAS
SIEB
DES
ERATOSTHENES
.
56
2.8
RECHNEN
MIT
BELIEBIG
LANGEN
ZAHLEN
.
59
2.8.1
ADDITION
BELIEBIG
LANGER
ZAHLEN
.
59
2.8.2
SUBTRAKTION
BELIEBIG
LANGER
ZAHLEN
.
64
2.8.3
MULTIPLIKATION
BELIEBIG
LANGER
ZAHLEN
(AEGYPTISCHE
MULTIPLIKATION)
.
68
2.8.4
DIVISION
BELIEBIG
LANGER
ZAHLEN
(AEGYPTISCHE
DIVISION)
.
71
2.9
UEBUNGEN
.
83
3
REKURSIVE
ALGORITHMEN
.
85
3.1
DER
PROZESSORSTAPEL
(STACK)
.
85
3.2
WAS
SIND
REKURSIONEN
UND
WOZU
WERDEN
SIE
BENOETIGT?
.
87
3.3
BEISPIELPROGRAMME
ZUR
REKURSION
.
87
3.3.1
BERECHNUNG
DER
FAKULTAET
.
88
3.3.2
BERECHNUNG
VON
FIBONACCI-ZAHLEN
.
90
3.3.3
DAS
ERSTELLEN
VON
GALOIS-FELDERN
.
92
3.3.4
DIE
TUERME
VON
HANOI
.
95
3.3.5
EIN
BACKTRACKING-ALGORITHMUS
.
98
3.3.6
EIN
EINFACHER
TASCHENRECHNER
.
104
3.4
WANN
REKURSION
UND
WANN
LIEBER
NICHT?
.
113
3.5
UEBUNGEN
.
114
TEIL
II:
FORTGESCHRITTENE
THEMEN
.
115
4
VERKETTETE
LISTEN
.
117
4.1
DIE
ERSTELLUNG
VERKETTETER
LISTEN
.
117
4.1.1
EINFACH
VERKETTETE
LISTEN
.
118
4.1.2
DOPPELT
VERKETTETE
LISTEN
.
127
4.2
BLOCKCHAINS
UND
LISTEN
MIT
BELIEBIGEN
OBJEKTEN
.
138
4.2.1
BLOCKCHAINS
.
138
4.2.2
LISTEN
MIT
BELIEBIGEN
OBJEKTTYPEN
.
151
4.3
LISTEN
MIT
JAVA
ERSTELLEN
.
166
4.3.1
ERSTELLEN
VON
JAVA-LISTEN
MIT
LINKEDLIST
.
167
4.3.2
ERSTELLEN
VON
JAVA-LISTEN
MIT
VECTOR
.
171
4.3.3
WANN
LINKEDLIST
UND
WANN
VECTOR?
.
172
4.4
UEBUNGEN
.
173
5
BAEUME
.
175
5.1
ALLGEMEINE
BAEUME
.
176
5.1.1
EINFACH
STRUKTURIERTE
ALLGEMEINE
BAEUME
.
176
5.1.2
ALLGEMEINE
BAEUME
MIT
BELIEBIGEN
OBJEKTEN
.
188
5.2
BINAERBAEUME
.
202
5.3
BAEUMEINJAVA
.
213
5.4
UEBUNGEN
.
218
6
SUCH-UND
SORTIERVERFAHREN
.
219
6.1
WICHTIGE
EFFIZIENTE
SORTIERVERFAHREN
.
220
6.1.1
MIN-MAX-SORT
.
220
6.1.2
MERGESORT
.
225
6.1.3
QUICKSORT
.
231
6.1.4
TREESORT
.
238
6.1.5
HEAPSORT
.
241
6.2
EFFIZIENTE
SUCHALGORITHMEN
.
250
6.2.1
DER
KMP-ALGORITHMUS
.
250
6.2.2
THREADSEARCH
.
257
6.3
UEBUNGEN
.
264
TEIL
III:
WEITERFUEHRENDE
THEMEN
.
265
7
SIGNALVERARBEITUNG
.
267
7.1
WAS
IST
EIN
SIGNAL?
.
267
7.1.1
KORREKTES
MESSEN
VON
SIGNALEN
.
268
7.2
GENERIERUNG DIGITALER
SIGNALE
.
272
7.2.1
DAS
RECHTECKSIGNAL
.
273
7.2.2
DAS
SAEGEZAHNSIGNAL
.
276
7.2.3
DAS
DREIECKSIGNAL
.
278
7.2.4
DAS
WEISSE
RAUSCHEN
.
280
7.2.5
DAS
SINUSSIGNAL
.
283
7.2.6
ZEITVERAENDERLICHE
DISKRETE
SIGNALE
.
285
7.3
FILTERALGORITHMEN
.
289
7.3.1
DER
POP-KLICK-FILTER.
290
7.3.2
DER
DISTORTION-FILTER
.
293
7.3.3
DER
EMA-FILTER.
295
7.3.4
DISKRETE
FOURIER-TRANSFORMATION
(DFT)
.
299
7.4
UEBUNGEN
.
303
8
GRAFISCHE
BILDVERARBEITUNG
.
305
8.1
DER
MEDIANFILTER
.
305
8.2
BINAERFILTER
.
321
8.3
LINEARES
FILTERN
MIT
FILTERMASKEN
.
324
8.4
CHROMA
KEYING
.
329
8.5
UEBUNGEN
.
332
9
SIMULATION
NEURONALER
NETZE
.
333
9.1
ZEICHENERKENNUNG
MIT
NEURONALEN
NETZEN
.
334
9.2
SPRACHERKENNUNG
.
347
10
KRYPTOGRAPHISCHE
ALGORITHMEN
.
357
10.1
HISTORISCHE
CHIFFREN
.
357
10.1.1
DIE
CAESAR-CHIFFRE
.
358
10.1.2
DIE
VIGENERE-VERSCHLUESSELUNG
.
363
10.1.3
DIE
ENIGMA
.
366
10.2
SICHERE
SCHLUESSELUEBERTRAGUNG
.
375
10.2.1
VERWENDEN
DER
MODULO-OPERATION
.
375
10.2.2
VERWENDEN
DES
RSA-ALGORITHMUS
.
382
10.3
BLOCKCHIFFREN
.
395
10.4
HASHING-VERFAHREN
.
412
10.4.1
ERWEITERTES
XOR-HASHING
.
412
10.4.2
DER
SHA-ALGORITHMUS
.
422
10.5
ERZEUGEN
SICHERER
PSEUDO-ZUFALLSZAHLEN
.
429
10.6
UEBERTRAGEN
VON
NACHRICHTEN
DURCH
QUANTENKRYPTOGRAPHIE
.
432
11
GRAPHEN
.
435
11.1
DARSTELLUNG
EINES
GRAPHEN
ALS
ADJAZENZMATRIX
.
437
11.2
DARSTELLUNG
EINES
GRAPHEN
ALS
VERALLGEMEINERTE
BAUMSTRUKTUR
.
446
11.3
EULERKREISE
.
455
11.4
PETRI-NETZE
.
462
11.4.1
PROZESS-SYNCHRONISATION
.
462
11.4.2
DAS
ERZEUGER-VERBRAUCHER-PROBLEM
.
465
11.4.3
DAS
PHILOSOPHENPROBLEM
VON
DIJKSTRA
.
467
11.4.4
SIMULATION
VON
PETRI-NETZEN
MIT
INZIDENZMATRIZEN
.
481
11.5
UEBUNGEN
.
491
ANHANG:
LOESUNG
DER
UEBUNGSAUFGABEN
.
493
ANHANG
ZU
KAPITEL
1
YYEINFUEHRUNG
"
.
493
ANHANG
ZU
KAPITEL
2
YYBASISALGORITHMEN
"
.
498
ANHANG
ZU
KAPITEL
3
YYREKURSIVE
ALGORITHMEN
"
.
500
ANHANG
ZU
KAPITEL
4
YYVERKETTETE
LISTEN
"
.
502
ANHANG
ZU
KAPITEL
5
YYBAEUME
"
.
504
ANHANG
ZU
KAPITEL
6
YYSUCH
UND
SORTIERVERFAHREN
"
.
506
ANHANG
ZU
KAPITEL
7
YYSIGNALVERARBEITUNG
"
.
507
ANHANG
ZU
KAPITEL
8
YYGRAFISCHE
BILDVERARBEITUNG
"
.
510
ANHANG
ZU
KAPITEL
11
YYGRAPHEN
"
.
512
INDEX
.
515 |
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