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By Prof. Dr. rer. nat. Ralf Hartmut Güting, Dr. rer. nat. Stefan Dieker (auth.)

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.

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In der Klassendefinition sind zusatzliche Hilfsmethoden find. shiftright, shiftleft enthal- ten, die zwar Vereinfachungen fUr die Implementierung darstellen, nach auGen aber nicht sichtbar sind. Object I IntSet +--IntSet public IntSet () Inilialisiert die lcere Menge. Ersetzt die emply-Opcllltion dOt Aigeblll. Objcct IMethod Detail Diese Klassc implementiert eine Integer-Menge. Einschrlinkung: Bei der &kluellen Implementierung kann die Menge maximal 100 Elemente enthalten. ert(int elem) FUgt

Die Implementierung der Methoden enthaIt dann typischerweise Zugriffe auf die Klassenattribute. Der Benutzer einer Klasse muB nur die Schnittstellen ihrer Methoden kennen; die Implementierung der Methoden und - bei konsequenter Kapselung - die Attribute der Klasse sind fUr den Benutzer unwichtig. Kapselung ist ein wichtiges Werkzeug, urn Programme zur Losung komplexer Probleme Uberschaubar zu halten. AuBerdem ermoglicht die Kapselung lokale Anderungen von Klassenimple- 46 KAPITEL 2 PROGRAMMIERSPRACHLICHE KONZEPTE FOR DATENSTRUKTUREN mentierungen, ohne dadurch eine Reimplementierung der Umgebung notig zu machen, da die Schnittstellen unverandert bleiben.

Etwas praziser definiert werden. Ein Algorithmus ist ein Verfahren zur Losung eines Problems. Ein Problem besteht jeweils in der Zuordnung eines Ergebnisses zu jedem Element aus einer Klasse von Probleminstanzen; insofern realisiert ein Algorithmus eine Funktion. Die Beschreibung eines Algorithmus besteht aus einzelnen Schritten und Vorschriften, die die Ausfiihrung dieser Schritte kontrollieren. Jeder Schritt muS • kIar und eindeutig beschrieben sein und • mit endlichem Aufwand in endlieher Zeit ausfiihrbar sein.

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