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Algorithmen kapieren -- Visuell lernen und verstehen mit Illustrationen, Alltagsbeispielen und Python-Code

by Aditya Y. Bhargava

November 2018

Intermediate to advanced

272 pages

7h 13m

German

mitp Verlag

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ÜberblickVerwendung dieses BuchsWer sollte dieses Buch lesen?Konventionen und Downloads
1.1 Einführung1.1.1 Performance1.1.2 Problemlösungen1.2 Binäre Suche1.2.1 Eine bessere SuchmethodeÜbungen1.2.2 Laufzeit1.3 Landau-Notation1.3.1 Die Laufzeiten von Algorithmen nehmen unterschiedlich schnell zu1.3.2 Visualisierung verschiedener Laufzeiten1.3.3 Die Landau-Notation beschreibt die Laufzeit im Worst Case1.3.4 Typische Laufzeiten gebräuchlicher AlgorithmenÜbungen1.3.5 Das Problem des Handlungsreisenden1.4 Zusammenfassung
2.1 Die Funktionsweise des Arbeitsspeichers2.2 Arrays und verkettete Listen2.2.1 Verkettete Listen2.2.2 Arrays2.2.3 TerminologieÜbung2.2.4 Einfügen in der Mitte einer Liste2.2.5 LöschenÜbungen2.3 SelectionsortBeispielcode2.4 Zusammenfassung
3.1 Rekursion3.2 Basisfall und Rekursionsfall3.3 Der Stack3.3.1 Der Aufruf-StackÜbung3.3.2 Der Aufruf-Stack mit RekursionÜbung3.4 Zusammenfassung
4.1 Teile und herrscheÜbungen4.2 Quicksort4.3 Landau-Notation im Detail4.3.1 Mergesort und Quicksort im Vergleich4.3.2 Average Case und Worst Case im VergleichÜbungen4.4 Zusammenfassung
5.1 HashfunktionenÜbungen5.2 Anwendungsfälle5.2.1 Hashtabellen zum Nachschlagen verwenden5.2.2 Doppelte Einträge verhindern5.2.3 Hashtabellen als Cache verwenden5.2.4 Zusammenfassung5.2.5 Kollisionen5.3 Performance5.3.1 Der Auslastungsfaktor5.3.2 Eine gute HashfunktionÜbungen5.4 Zusammenfassung

6.1 Einführung in Graphen6.2 Was ist ein Graph?6.3 Breitensuche6.3.1 Den kürzesten Pfad finden6.3.2 WarteschlangenÜbungen6.4 Implementierung des Graphen6.5 Implementierung des Algorithmus6.5.1 LaufzeitÜbung6.6 Zusammenfassung
7.1 Anwendung des Dijkstra-Algorithmus7.2 Terminologie7.3 Eintauschen gegen ein Klavier7.4 Negativ gewichtete Kanten7.5 ImplementierungÜbung7.6 Zusammenfassung
8.1 Das Stundenplanproblem8.2 Das RucksackproblemÜbungen8.3 Das Mengenüberdeckungsproblem8.3.1 ApproximationsalgorithmenÜbungen8.4 NP-vollständige Probleme8.5 Das Problem des Handlungsreisenden – Schritt für Schritt8.5.1 Wie lassen sich NP-vollständige Probleme erkennen?Übungen8.6 Zusammenfassung
9.1 Das Rucksackproblem9.1.1 Die einfache Lösung9.1.2 Dynamische Programmierung9.2 Häufig gestellte Fragen zum Rucksackproblem9.2.1 Was geschieht beim Hinzufügen eines Gegenstands?Übung9.2.2 Was geschieht, wenn die Reihenfolge der Zeilen geändert wird?9.2.3 Kann man das Gitter auch spaltenweise (statt zeilenweise) befüllen?9.2.4 Was geschieht, wenn man ein leichteres Objekt hinzufügt?9.2.5 Kann man Teile eines Gegenstands stehlen?9.2.6 Optimierung des Reiseplans9.2.7 Handhabung voneinander abhängiger Objekte9.2.8 Ist es möglich, dass die Lösung mehr als zwei Teil-Rucksäcke erfordert?9.2.9 Ist es möglich, dass die beste Lösung den Rucksack nicht vollständig füllt?Übung9.3 Der längste gemeinsame Teilstring9.3.1 Erstellen des Gitters9.3.2 Befüllen des Gitters9.3.3 Die Lösung9.3.4 Die längste gemeinsame Teilfolge9.3.5 Die längste gemeinsame Teilfolge – LösungÜbung9.4 Zusammenfassung
10.2 Entwicklung eines Empfehlungssystems10.2.1 MerkmalsextraktionÜbungen10.2.2 Regression10.2.3 Auswahl geeigneter MerkmaleÜbung10.3 Einführung in Machine Learning10.3.1 OCR10.3.2 Entwicklung eines Spamfilters10.3.3 Vorhersage der Entwicklung des Aktienmarkts10.4 Zusammenfassung
11.1 Bäume11.2 Invertierte Indizes11.3 Die Fourier-Transformation11.4 Nebenläufige Algorithmen11.5 MapReduce11.5.1 Warum sind verteilte Algorithmen nützlich?11.5.2 Die map-Funktion11.5.3 Die reduce-Funktion11.6 Bloom-Filter und HyperLogLog11.6.1 Bloom-Filter11.6.2 HyperLogLog11.7 Die SHA-Algorithmen11.7.1 Dateien vergleichen11.7.2 Passwörter überprüfen11.8 Locality-Sensitive Hashing11.9 Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch11.10 Lineare Programmierung11.11 Epilog
Kapitel 1Kapitel 2Kapitel 3Kapitel 4Kapitel 5Kapitel 6Kapitel 7Kapitel 8Kapitel 9Kapitel 10

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Anhang: Lösungen zu den Übungen

Kapitel 1

1.1 Eine sortierte Liste‌ enthält 128 Namen. Du durchsuchst sie mit einer binären Suche. Wie viele Schritte sind dafür maximal erforderlich?

Antwort: 7.

1.2 Nehmen wir an, du verdoppelst die Größe der Liste. Wie viele Schritte sind nun maximal erforderlich?

Antwort: 8.

1.3 Du möchtest die Telefonnummer einer Person anhand ihres Namens in einem Telefonbuch finden.

Antwort: O(log n).

1.4 Du möchtest den Namen einer Person anhand ihrer Telefonnummer in einem Telefonbuch finden. (Hinweis: Du musst das gesamte Telefonbuch durchsuchen!)

Antwort: O(n).

1.5 Du möchtest die Telefonnummern sämtlicher Personen im Telefonbuch einlesen.

Antwort: O(n).

1.6 Du möchtest nur die Telefonnummern der Personen lesen, deren ...

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