Περιεχόμενα. Περιεχόμενα

Transcript

1 Περιεχόμενα xv Περιεχόμενα 1 Αρχές της Java Προκαταρκτικά: Κλάσεις, Τύποι και Αντικείμενα Βασικοί Τύποι Αντικείμενα Τύποι Enum Μέθοδοι Εκφράσεις Λεκτικά Τελεστές Μετατροπή Τύπου και Autoboxing/Unboxing Έλεγχος Ροής Οι Εντολές If και Switch Βρόχοι Επανάληψης Ρητές Εντολές Ελέγχου της Ροής Πίνακες Δήλωση Πινάκων Οι Πίνακες είναι Αντικείμενα Απλή Είσοδος και Έξοδος Ένα Παράδειγμα Προγράμματος Εμφωλευμένες Κλάσεις και Πακέτα Γράψιμο ενός Java Προγράμματος Σχεδιασμός Ψευδο-Κώδικας Κωδικοποίηση Έλεγχος και Εύρεση Σφαλμάτων Ασκήσεις Αντικειμενοστραφής Σχεδιασμός Στόχοι, Αρχές και Πρότυπα Αντικειμενοστραφείς Σχεδιαστικοί Στόχοι Αντικειμενοστραφείς Αρχές Σχεδιασμού Σχεδιαστικά Πρότυπα... 64

2 xvi Δομές δεδομένων & Αλγόριθμοι σε Java 2.2 Κληρονομικότητα και Πολυμορφισμός Κληρονομικότητα Πολυμορφισμός Χρήση της Κληρονομικότητας στην Java Εξαιρέσεις Μεταβίβαση Εξαιρέσεων Σύλληψη Εξαιρέσεων Διασυνδέσεις και Αφηρημένες Κλάσεις Υλοποίηση Διασυνδέσεων Πολλαπλή Κληρονομικότητα σε Διασυνδέσεις Αφηρημένες Κλάσεις και Strong Typing Μετατροπή Τύπου και Γενικοί Τύποι Μετατροπή Τύπου Γενικευμένοι Ορισμοί (Generics) Ασκήσεις Δείκτες, Κόμβοι και Αναδρομή Χρήση Πινάκων Αποθήκευση Καταχωρήσεων Παιγνιδιού σε έναν Πίνακα Ταξινόμηση ενός Πίνακα Μέθοδοι της java.util για Πίνακες και Τυχαίους Αριθμούς Απλή Κρυπτογραφία με Συμβολοσειρές και Πίνακες Χαρακτήρων Πίνακες Δύο Διαστάσεων και Παιγνίδια Θέσης Απλά Συνδεδεμένες Λίστες Εισαγωγή σε μια Απλά Συνδεδεμένη Λίστα Διαγραφή ενός Στοιχείου από μια Απλά Συνδεδεμένη Λίστα Διπλά Συνδεδεμένες Λίστες Εισαγωγή στο Μέσον μιας Διπλά Συνδεδεμένης Λίστας Διαγραφή από το Μέσον μιας Διπλά συνδεδεμένης Λίστας Μια Υλοποίηση μιας Διπλά Συνδεδεμένης Λίστας Κυκλικά Συνδεδεμένες Λίστες και Ταξινόμηση Συνδεδεμένης Λίστας Κυκλικά Συνδεδεμένες Λίστες και το Παιδικό Παιγνίδι Duck, Duck, Goose Ταξινόμηση μιας Συνδεδεμένης Λίστας Αναδρομή Γραμμική Αναδρομή Δυαδική Αναδρομή Πολλαπλή Αναδρομή Ασκήσεις

3 Περιεχόμενα xvii 4 Εργαλεία Ανάλυσης Οι Επτά Συναρτήσεις που Χρησιμοποιούνται στο Παρόν Βιβλίο Η Σταθερά Συνάρτηση Η Λογαριθμική Συνάρτηση Η Γραμμική Συνάρτηση Η Συνάρτηση N-Log-N Η Τετραγωνική Συνάρτηση Η Κυβική Συνάρτηση και Άλλα Πολυώνυμα Η Εκθετική Συνάρτηση Σύγκριση Ρυθμών Αύξησης Ανάλυση Αλγορίθμων Πειραματικές Μελέτες Πρωταρχικές Πράξεις Ασυμπτωτικός Συμβολισμός Ασυμπτωτική Ανάλυση Χρήση του Συμβολισμού Big-Oh Ένας Αναδρομικός Αλγόριθμος για τον Υπολογισμό Δυνάμεων Περισσότερα Παραδείγματα Ανάλυσης Αλγορίθμων Απλές Τεχνικές Αιτιολόγησης Με Παράδειγμα Η Αντίθεση Επαγωγή και Μεταβλητές Επανάληψης Ασκήσεις Στοίβες, Ουρές και Διπλές Ουρές Στοίβες Ο Αφηρημένος Τύπος Δεδομένων Στοίβα Μια Απλή Υλοποίηση Στοίβας που Βασίζεται σε Πίνακα Υλοποίηση Στοίβας με Γενική Συνδεδεμένη Λίστα Αντιστροφή ενός Πίνακα με Χρήση Στοίβας Αντιστοίχιση Παρενθέσεων σε HTML Ετικέτες Ουρές Ο Αφηρημένος Τύπος Δεδομένων της Ουράς Μια Απλή Υλοποίηση Ουράς που Βασίζεται σε Πίνακα Υλοποίηση μιας Ουράς με μια Γενική Συνδεδεμένη Λίστα Κυκλικός Δρομολογητής Ουρές με Δύο Άκρα Ο Αφηρημένος Τύπος Δεδομένων της Διπλής Ουράς Υλοποίηση της Διπλής Ουράς Διπλές Ουρές στα Πλαίσιο των Java Συλλογών Ασκήσεις

4 xviii Δομές δεδομένων & Αλγόριθμοι σε Java 6 ΑΤΔ Λίστα και Επαναλήπτησ Γραμμικές Λίστες Ο Αφηρημένος Τύπος Δεδομένων Γραμμική Λίστα Το Πρότυπο Προσαρμοστή Μια Απλή Υλοποίηση Βασισμένη σε Πίνακα Μια Απλή Διασύνδεση και η Κλάση java.util.arraylist Υλοποίηση μιας Γραμμικής Λίστας με Επεκτατούς Πίνακες Λίστες Κόμβων Πράξεις που βασίζονται σε κόμβους Θέσεις Ο Αφηρημένος Τύπος Δεδομένων Λίστα Κόμβων Υλοποίηση Διπλά Συνδεδεμένης Λίστας Επαναλήπτες Ο Επαναλήπτης και οι Επαναλήψιμοι Αφηρημένοι Τύποι Δεδομένων Ο Java Βρόχος Επανάληψης For-Each Υλοποίηση Επαναληπτών Επαναλήπτες Λίστας στην Java ΑΤΔ Λίστα και το Πλαίσιο Συλλογών Λίστες στο Πλαίσιο Συλλογών της Java Ακολουθίες Μελέτη Περίπτωσης: Η ευριστική μετακίνηση στην αρχή Χρήση μιας Ταξινομημένης Λίστας και μιας Εμφωλευμένης Κλάσης Χρήση Λίστας με την Ευριστική Μετακίνηση στην Αρχή Πιθανές Χρήσεις της Λίστας Προτιμήσεων Ασκήσεις Δενδρα Δένδρα Γενικά Ορισμοί Δένδρων και Ιδιότητες Ο Αφηρημένος Τύπος Δένδρου Υλοποίηση ενός Δένδρου Αλγόριθμοι Διάσχισης Δένδρων Βάθος και Ύψος Προδιατεταγμένη Διάσχιση Μεταδιατεταγμένη Διάσχιση Δυαδικά Δένδρα Ο ΑΤΔ Δυαδικό Δένδρο Μια Java Διασύνδεση Δυαδικού Δένδρου Ιδιότητες των Δυαδικών Δένδρων Μια Συνδεδεμένη Δομή για Δυαδικά Δένδρα Μια Αναπαράσταση Δυαδικού Δένδρου με Λίστα Πίνακα

5 Περιεχόμενα xix Σαρώσεις Δυαδικών Δένδρων Η Μέθοδος Προτύπου Περιγράμματος Ασκήσεις Σωροί και Ουρές Προτεραιότητας Ο Αφηρημένος Τύπος Δεδομένων Ουρά Προτεραιότητας Κλειδιά, Προτεραιότητες και Σχέσεις Ολικής Διάταξης Καταχωρήσεις και Συγκριτές Ο ΑΤΔ Ουρά Προτεραιότητας Ταξινόμηση με Ουρά Προτεραιότητας Υλοποίηση μιας Ουράς Προτεραιότητας με μια Λίστα Μια Java Υλοποίηση Ουράς Προτεραιότητας με Χρήση μιας Λίστας Ταξινόμηση με Επιλογή και Ταξινόμηση με Εισαγωγή Σωροί Η Δομή Δεδομένων του Σωρού Πλήρη Δυαδικά Δένδρα και Αναπαράστασή τους Υλοποίηση μιας Ουράς Προτεραιότητας με έναν Σωρό Μια Java Υλοποίηση του Σωρού Ταξινόμηση Σωρού Προς τα Πάνω Κατασκευή του Σωρού Προσαρμοζόμενες Ουρές Προτεραιότητας Χρήση της Κλάσης java.util.priorityqueue Καταχωρήσεις Ενήμερες Θέσης Υλοποίηση μιας Προσαρμοζόμενης Ουράς Προτεραιότητας Ασκήσεις Πίνακες Κατακερματισμού, Χάρτες και Λίστες Παράλειψης Χάρτες Ο ΑΤΔ Χάρτης Μια Απλή Υλοποίηση Χάρτη που Βασίζεται σε Λίστα Πίνακες Κατακερματισμού Πίνακες Κάδων Συναρτήσεις Κατακερματισμού Κώδικες Κατακερματισμού Συναρτήσεις Συμπίεσης Σχήματα Διαχείρισης Συγκρούσεων Μια Υλοποίηση Πίνακα Κατακερματισμού σε Java Παράγοντες Φόρτωσης και Επανάληψη Κατακερματισμού Εφαρμογή: Απαρίθμηση των Συχνοτήτων Λέξεων Διατεταγμένοι Χάρτες Αναζήτηση σε Διατεταγμένους Πίνακες και Δυαδική Αναζήτηση

6 xx Δομές δεδομένων & Αλγόριθμοι σε Java Δύο Εφαρμογές Διατεταγμένων Χαρτών Λίστες Παράλειψης Πράξεις Αναζήτησης και Ενημέρωσης σε μια Λίστα Παράλειψης Μια Πιθανοθεωρητική Ανάλυση των Λιστών Παράλειψης* Λεξικά Ο ΑΤΔ Λεξικό Υλοποιήσεις με Καταχωρήσεις Ενήμερες Θέσης Μια Υλοποίηση που Χρησιμοποιεί το Πακέτο java.util Ασκήσεις Δένδρα Αναζήτησης Δυαδικά Δένδρα Αναζήτησης Αναζήτηση Πράξεις Ενημέρωσης Java Υλοποίηση AVL Δένδρα Πράξεις Ενημέρωσης Java Υλοποίηση Στρεβλά Δένδρα (Splay Trees) Στρέβλωση Πότε Εκτελείται Στρέβλωση Κλιμακωτή Ανάλυση των Στρεβλών Δένδρων* (2,4) Δένδρα Δένδρα Αναζήτησης Πολλών Δρόμων Πράξεις Ενημέρωσης για (2,4) Δένδρα Κόκκινα-Μαύρα Δένδρα Πράξεις Ενημέρωσης Java Υλοποίηση Ασκήσεις Ταξινόμηση, Σύνολα, και Επιλογή Ταξινόμηση με Συγχώνευση Διαίρει και Βασίλευε Συγχώνευση Πινάκων και Λιστών Ο Χρόνος Τρεξίματος της Ταξινόμησης με Συγχώνευση Java Υλοποιήσεις της Ταξινόμησης με Συγχώνευση Ταξινόμηση με Συγχώνευση και Αναδρομικές Εξισώσεις* Quick-Sort (Γρήγορη Ταξινόμηση) Τυχαία Γρήγορη Ταξινόμηση Java Υλοποιήσεις και Βελτιστοποιήσεις

7 Περιεχόμενα xxi 11.3 Μελέτη της Ταξινόμησης μέσω Αλγοριθμικού Φακού Ένα Κάτω Φράγμα για την Ταξινόμηση Γραμμική σε Χρόνο Ταξινόμηση: Ταξινόμηση Κάδου και Ταξινόμηση Βάσης Σύγκριση των Αλγορίθμων Ταξινόμησης Σύνολα και Δομές Εύρεσης της Ένωσης Ο ΑΤΔ Σύνολο Σύνολα με Δυνατότητα Συγχώνευσης και το Πρότυπο Μεθόδου Πλαισίου Διαμερίσεις με Πράξεις Εύρεσης της Ένωσης Επιλογή Κλάδεμα και Αναζήτηση Γρήγορη Τυχαία Επιλογή Ανάλυση της Τυχαίας Γρήγορης Επιλογής Ασκήσεις Συμβολοσειρές και Δυναμικός Προγραμματισμός Πράξεις Συμβολοσειρών Η Κλάση String της Java Η Κλάση StringBuffer της Java Δυναμικός Προγραμματισμός Γινόμενο Πολλών Πινάκων DNA και Ευθυγράμμιση Ακολουθίας Κειμένου Αλγόριθμοι Ταιριάσματος Προτύπων Εξαντλητική Μέθοδος Ο Αλγόριθμος των Boyer-Moore Ο Αλγόριθμος των Knuth-Morris-Pratt Συμπίεση Κειμένου και η Άπληστη Μέθοδος Ο Αλγόριθμος Κωδικοποίησης του Huffman Η Άπληστη Μέθοδος Tries Τυπικές Tries Συμπιεσμένες Tries Tries Κατάληξης Μηχανές Αναζήτησης Ασκήσεις Αλγόριθμοι Γράφων Γράφοι Ο ΑΤΔ Γράφος Δομές Δεδομένων για Γράφους

8 xxii Δομές δεδομένων & Αλγόριθμοι σε Java Η Δομή Λίστας Ακμών Η Δομή με Λίστα Γειτνίασης Η Δομή Πίνακα Γειτνίασης Διασχίσεις Γράφων Αναζήτηση με Προτεραιότητα Βάθους Υλοποίηση της Αναζήτησης με Προτεραιότητα Βάθους Αναζήτηση με Προτεραιότητα Πλάτους Κατευθυνόμενοι Γράφοι Διάσχιση ενός Κατευθυνόμενου Γράφου Μεταβατική Κλειστότητα Κατευθυνόμενοι Άκυκλοι Γράφοι Συντομότερες Διαδρομές Γράφοι με Βάρη Αλγόριθμος του Dijkstra Υλοποιήσεις του Αλγορίθμου του Dijkstra Ελάχιστα Ζευγνύοντα Δένδρα Ο Αλγόριθμος του Kruskal Ο Αλγόριθμος Prim-Jarník Ασκήσεις Διαχείριση Μνήμης και Β-Δένδρα Διαχείριση Μνήμης Στοίβες στην Εικονική Μηχανή της Java Κατανομή του Χώρου στον Σωρό της Μνήμης Συλλογή Άχρηστων Εξωτερική και Κρυφή Μνήμη Η Ιεραρχία της μνήμης Στρατηγικές Κρυφής Μνήμης Εξωτερική Αναζήτηση και B-Δένδρα (a,b) Δένδρα Β-Δένδρα Εξωτερική Ταξινόμηση Συγχώνευση Πολλών Δρόμων Ασκήσεις Παράρτημα Α Χρήσιμα Μαθηματικά ΔΕΔΟΜΕΝΑ Βιβλιογραφία Ευερτήριο