Data Structures and Algorithms

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📚 „Datenstrukturen und Algorithmen“ (Ausgabe 2025–2026) ist ein umfassendes Lehrbuch für Studierende der Bachelor- und Masterstudiengänge Informatik, Informatik, Softwaretechnik, Programmierer, Softwareentwickler und Selbstlerner, die die Kunst des Programmierens, Problemlösens und Optimierens meistern möchten. Diese Ausgabe enthält Multiple-Choice-Fragen und Quizze, um einen akademischen und praktischen Ansatz zum Verständnis von Datenstrukturen und Algorithmen zu bieten.

Das Buch behandelt sowohl Theorie als auch Implementierung und hilft Studierenden zu verstehen, wie Daten effizient organisiert, gespeichert und bearbeitet werden. Es verbindet Arrays, Stapel, Warteschlangen, verknüpfte Listen, Bäume, Graphen, Hashing, Rekursion, Suchen, Sortieren und Algorithmen-Designtechniken, um analytische und Programmierkenntnisse zu stärken. Lernende erhalten außerdem Einblicke in die Komplexität von Algorithmen, Optimierungsstrategien und praktische Anwendungen von DSA.

📂 Kapitel & Themen

🔹 Kapitel 1: Einführung in Datenstrukturen

– Was sind Datenstrukturen?
– Notwendigkeit und Bedeutung von Datenstrukturen
– Abstrakte Datentypen (ADT)
– Arten von Datenstrukturen: Linear vs. Nichtlinear
– Anwendungen in der Praxis

🔹 Kapitel 2: Arrays

– Definition und Darstellung
– Operationen: Traversierung, Einfügen, Löschen, Suchen
– Mehrdimensionale Arrays
– Anwendungen von Arrays

🔹 Kapitel 3: Stapel

– Definition und Konzepte
– Stapeloperationen (Push, Pop, Peek)
– Implementierung mit Arrays und verknüpften Listen
– Anwendungen: Ausdrucksauswertung, Funktionsaufrufe

🔹 Kapitel 4: Warteschlangen

– Konzept und grundlegende Operationen
– Warteschlangentypen: Einfache Warteschlange, Zirkulare Warteschlange, Deque
– Implementierung mit Arrays und verknüpften Listen
– Anwendungen

🔹 Kapitel 5: Prioritätswarteschlangen

– Konzept der Priorität
– Implementierungsmethoden
– Anwendungen

🔹 Kapitel 6: Verknüpfte Listen

– Einfach verkettete Liste
– Doppelt verkettete Liste
– Zirkular verkettete Liste
– Anwendungen

🔹 Kapitel 7: Bäume

– Grundlegende Terminologie (Knoten, Wurzel, Höhe, Grad)
– Binäre Bäume
– Binäre Suchbäume (BST)
– Baumdurchläufe (Inorder, Preorder, Postorder)
– Fortgeschrittene Bäume: AVL-Bäume, B-Bäume

🔹 Kapitel 8: Graphen

– Graphenterminologien (Knoten, Kanten, Grad, Pfade)
– Graphdarstellung: Adjazenzmatrix & Liste
– Graphdurchläufe: BFS, DFS
– Anwendungen von Graphen

🔹 Kapitel 9: Rekursion

– Konzept der Rekursion
– Direkte und indirekte Rekursion
– Rekursive Algorithmen (Fakultät, Fibonacci, Türme von Hanoi)
– Anwendungen

🔹 Kapitel 10: Suchen Algorithmen

– Lineare Suche
– Binäre Suche
– Erweiterte Suchtechniken

🔹 Kapitel 11: Sortieralgorithmen

– Bubblesort, Selectionsort, Insertionsort
– Mergesort, Quicksort, Heapsort
– Effizienzvergleich

🔹 Kapitel 12: Hashing

– Hashing-Konzept
– Hash-Funktionen
– Kollisions- und Kollisionsauflösungstechniken
– Anwendungen

🔹 Kapitel 13: Speicher- und Abruftechniken

– Konzepte der Dateispeicherung
– Indizierte Speicherung
– Grundlagen der Speicherverwaltung

🔹 Kapitel 14: Algorithmuskomplexität

– Zeitkomplexität (Bester, Schlechtester, Durchschnittlicher Fall)
– Speicherkomplexität
– Big-O-, Big-Ω- und Big-Θ-Notationen

🔹 Kapitel 15: Polynomiale und intraktable Algorithmen

– Polynomiale Algorithmen
– NP-vollständig und NP-schwer Probleme
– Beispiele

🔹 Kapitel 16: Klassen effizienter Algorithmen

– Merkmale effizienter Algorithmen
– Fallstudien

🔹 Kapitel 17: Algorithmen-Designtechniken

– Teile und herrsche
– Dynamische Programmierung
– Greedy-Algorithmen

🌟 Warum dieses Buch?

✅ Deckt den gesamten DSA-Lehrplan für Bachelor of Science, Bachelor of Science und Software Engineering ab
✅ Enthält Multiple-Choice-Fragen, Quizze und Anwendungen
✅ Verbessert die Prüfungsvorbereitung, Projektarbeit und wettbewerbsfähige Programmierung
✅ Baut eine solide Grundlage in Theorie, Programmierung und Problemlösung auf
✅ Ideal für Studierende, Entwickler und zur Vorbereitung auf Vorstellungsgespräche

✍ Dieses Buch wurde von folgenden Autoren inspiriert:
Thomas H. Cormen (CLRS), Donald Knuth, Robert Lafore, Mark Allen Weiss

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Meistern Sie Datenstrukturen und Algorithmen mit der Ausgabe 2025–2026 und verbessern Sie Ihre Programmier-, Optimierungs- und Problemlösungsfähigkeiten.

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