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| Vorwort | 15 | |
| Themenübersicht | 15 | |
| Verwendung im Studium | 17 | |
| Voraussetzungen | 18 | |
| Ziele | 19 | |
| Website zum Buch | 20 | |
| Danksagungen | 21 | |
| Vorwort zur deutschen Ausgabe | 22 | |
| Übersetzung | 22 | |
| Verwendung in der Lehre | 23 | |
| Verwendung als Einführung im 1. Semester Informatik | 23 | |
| Kapitel 1 Elemente der Programmierung | 25 | |
| 1.1 | Ihr erstes Programm | 26 |
| 1.1.1 | Programmieren in Java | 27 |
| 1.1.2 | Eingabe und Ausgabe | 31 |
| 1.2 | Integrierte Datentypen | 36 |
| 1.2.1 | Definitionen | 37 |
| 1.2.2 | Zeichen und Strings | 41 |
| 1.2.3 | Integer | 43 |
| 1.2.4 | Gleitkommazahlen | 46 |
| 1.2.5 | Boolesche Werte | 48 |
| 1.2.6 | Vergleiche | 50 |
| 1.2.7 | Bibliotheksmethoden und APIs | 51 |
| 1.2.8 | Typumwandlung | 54 |
| 1.2.9 | Zusammenfassung | 57 |
| 1.3 | Verzweigungen und Schleifen | 67 |
| 1.3.1 | if-An Weisungen | 68 |
| 1.3.2 | while-Schleifen | 70 |
| 1.3.3 | for-Schleifen | 75 |
| 1.3.4 | Verschachtelungen | 78 |
| 1.3.5 | Anwendungen | 81 |
| 1.3.6 | Weitere Verzweigungs-und Schleifenkonstrukte | 91 |
| 1.3.7 | Endlosschleifen | 93 |
| 1.3.8 | Zusammenfassung | 94 |
| 1.4 | Arrays | 108 |
| 1.4.1 | Arrays in Java | 109 |
| 1.4.2 | Das Sammler-Problem | 120 |
| 1.4.3 | Sieb des Eratosthenes | 122 |
| 1.4.4 | Zweidimensionale Arrays | 125 |
| 1.4.5 | Zusammenfassung | 134 |
| 1.5 | Eingabe und Ausgabe | 142 |
| 1.5.1 | Aus der Vogelperspektive | 143 |
| 1.5.2 | Standardausgabe | 146 |
| 1.5.3 | Standardeingabe | 148 |
| 1.5.4 | Umleiten und Piping | 153 |
| 1.5.5 | Standardgrafik | 158 |
| 1.5.6 | Standardaudio | 169 |
| 1.6 | Fallstudie Zufallssurfer | 183 |
| 1.6.1 | Eingabeformat | 184 |
| 1.6.2 | Übergangsmatrix | 185 |
| 1.6.3 | Simulation | 186 |
| 1.6.4 | Markow-Ketten mischen | 191 |
| 1.6.5 | Lektionen | 198 |
| Kapitel 2 Funktionen und Module | 203 | |
| 2.1 | Statische Methoden | 204 |
| 2.1.1 | Statische Methoden definieren und verwenden | 205 |
| 2.1.2 | Eigenschaften von statischen Methoden | 209 |
| 2.1.3 | Mathematische Funktionen implementieren | 215 |
| 2.1.4 | Mit statischen Methoden Code organisieren | 218 |
| 2.1.5 | Statische Methoden für Arrays implementieren | 220 |
| 2.1.6 | Beispiel Überlagerung von Schallwellen | 223 |
| 2.2 | Bibliotheken und Clients | 239 |
| 2.2.1 | Statische Methoden in anderen Programmen | 240 |
| 2.2.2 | Bibliotheken | 243 |
| 2.2.3 | Zufallszahlen | 246 |
| 2.2.4 | Ein-und Ausgabe für Arrays | 250 |
| 2.2.5 | Iterierte Funktionensysteme | 253 |
| 2.2.6 | Grundlegende Statistik | 257 |
| 2.2.7 | Modulare Programmierung | 265 |
| 2.3 | Rekursion | 276 |
| 2.3.1 | Ihr erstes rekursives Programm | 278 |
| 2.3.2 | Mathematische Induktion | 280 |
| 2.3.3 | Euklidischer Algorithmus | 281 |
| 2.3.4 | Türme von Hanoi | 282 |
| 2.3.5 | Funktionsaufruf-Bäume | 283 |
| 2.3.6 | Exponentielle Zeit | 285 |
| 2.3.7 | Gray-Codes | 287 |
| 2.3.8 | Rekursive Grafik | 290 |
| 2.3.9 | Brown'sehe Brücke | 291 |
| 2.3.10 | Fallstricke | 294 |
| 2.3.11 | Ausblick | 297 |
| 2.4 | Fallstudie Perkolation | 306 |
| 2.4.1 | Perkolation | 306 |
| 2.4.2 | Das Grundgerüst | 307 |
| 2.4.3 | Vertikale Perkolation | 311 |
| 2.4.4 | Testen | 312 |
| 2.4.5 | Wahrscheinlichkeiten abschätzen | 316 |
| 2.4.6 | Rekursive Lösung der Perkolation | 319 |
| 2.4.7 | Angepasste Darstellung | 321 |
| 2.4.8 | Lektionen | 325 |
| Kapitel 3 Objektorientierte Programmierung | 335 | |
| 3.1 | Datentypen | 336 |
| 3.1.1 | Grundlegende Definitionen | 337 |
| 3.1.2 | Color | 344 |
| 3.1.3 | Digitale Bildverarbeitung | 350 |
| 3.1.4 | String Verarbeitung | 359 |
| 3.1.5 | Angewandte Stringverarbeitung: Genomik | 361 |
| 3.1.6 | Noch einmal: Ein-und Ausgabe | 365 |
| 3.1.7 | Eigenschaften von Referenztypen | 373 |
| 3.2 | Datentypen erzeugen | 392 |
| 3.2.1 | Die Grundelemente eines Datentyps | 392 |
| 3.2.2 | Stoppuhr | 399 |
| 3.2.3 | Histogramm | 402 |
| 3.2.4 | Turtle-Grafik | 404 |
| 3.2.5 | Komplexe Zahlen | 411 |
| 3.2.6 | Mandelbrot-Menge | 416 |
| 3.2.7 | Kommerzielle Datenverarbeitung | 420 |
| 3.3 | Datentypen selbst entwerfen | 439 |
| 3.3.1 | APIs entwerfen | 439 |
| 3.3.2 | Kapselung | 442 |
| 3.3.3 | Unveränderlichkeit | 448 |
| 3.3.4 | Beispiel Raumvektoren | 452 |
| 3.3.5 | Vererbung | 456 |
| 3.3.6 | Anwendung Data Mining | 461 |
| 3.3.7 | Design by Contract | 467 |
| 3.4 | Fallstudie Simulation des N-Körper-Systems | 478 |
| 3.4.1 | Simulation des N-Körper-Systems | 478 |
| Kapitel 4 Algorithmen und Datenstrukturen | 491 | |
| 4.1 | Performance | 492 |
| 4.1.1 | Beobachtungen | 494 |
| 4.1.2 | Hypothesen | 496 |
| 4.1.3 | Klassifikation von Wachstumsordnungen | 502 |
| 4.1.4 | Vorhersagen | 505 |
| 4.1.5 | Fallstricke | 508 |
| 4.1.6 | Laufzeitgarantien | 510 |
| 4.1.7 | Speicher | 512 |
| 4.1.8 | Ausblick | 518 |
| 4.2 | Sortieren und Suchen | 533 |
| 4.2.1 | Binäre Suche | 534 |
| 4.2.2 | Sortiert einfügen (Insertion Sort) | 543 |
| 4.2.3 | Mergesort | 548 |
| 4.2.4 | Anwendung Häufigkeitszählungen | 555 |
| 4.2.5 | Anwendung Der längste sich wiederholende Teilstring | 559 |
| 4.2.6 | Lektionen | 565 |
| 4.3 | Stapel und Warteschlangen | 573 |
| 4.3.1 | Stapel | 573 |
| 4.3.2 | Array-Implementierung | 575 |
| 4.3.3 | Verkettete Listen | 578 |
| 4.3.4 | Array-Verdoppelung | 585 |
| 4.3.5 | Parametrisierte Datentypen | 589 |
| 4.3.6 | Anwendungen für Stapel | 593 |
| 4.3.7 | FIFO-Warteschlangen | 599 |
| 4.3.8 | Anwendungen für Warteschlangen | 604 |
| 4.3.9 | Iterierbare Collections | 608 |
| 4.3.10 | Allokation von Ressourcen | 613 |
| 4.4 | Symboltabellen | 628 |
| 4.4.1 | API | 629 |
| 4.4.2 | Symboltabellen-Clients | 631 |
| 4.4.3 | Symboltabellen-Implementierungen | 639 |
| 4.4.4 | Binäre Suchbäume | 640 |
| 4.4.5 | Charakteristische Performance binärer Suchbäume | 648 |
| 4.4.6 | Einen binären Suchbaum traversieren | 650 |
| 4.4.7 | Weitere Operationen auf Symboltabellen | 652 |
| 4.4.8 | Der Datentyp SET | 654 |
| 4.4.9 | Ausblick | 655 |
| 4.5 | FallstudieJ Kleine Welt | 669 |
| 4.5.1 | Graphen | 670 |
| 4.5.2 | Der Datentyp Graph | 674 |
| 4.5.3 | Beispiele für Graph-Clients | 678 |
| 4.5.4 | Die kürzesten Pfade in Graphen | 682 |
| 4.5.5 | Kleine-Welt-Graphen | 691 |
| 4.5.6 | Lektionen | 699 |
| Im Kontext | 712 | |
| APIs | 715 | |
| Register | 723 | |
Symbole
I (Piping) 155
< (stdin umleiten) 154
> (stdout umleiten) 153
A
abgeleitete Klassen 460
Abhängigkeitsdia- gramme 266
Ablaufsteuerung 208
Abstraktionen 336
Datenabstraktion 336
Funktionsabstrak- tion 336
Abstraktionsebenen 467
Adj azenzmatrix-Repräsen- tation 691
Akkorde 224, 238
Albers, Josef 346
Algorithmen 492
Arrays mischen 115
Divide-and-Conquer 548
effiziente 533
Euklidischer 103
Euklids ggT 281
Horner-Schema 236
Mandelbrot-Menge 416
Newton-Verfahren 82
Sieb des Eratosthe- nes 122
Single-Source-Shortest- Path 683
Teile-und-Herrsche 554
Aliasing 375
Aliasing-Fehler 449
amortisierte Laufzeit- analyse 588
Analyse
empirische 496
Häufigkeits- 499
mathematische 498
Anatomie
einer for-Schleife 77
einer if-Anweisung 68
einer Instanz- methode 396
einer Klasse 399
einer Methoden- signatur 53
einer statischen Methode 209
einer while-Anwei- sung 71
eines Arrays 125
eines Ausdrucks 40
eines Befehls 150
eines Konstruktors 396
eines Programms 29
Animation 165
Anweisungen 29, 38
Block 68
break 91
continue 91
Deklaration 38
do-while 92
for 75
if 68
leere 98
return 209
switch 91
while 70
zusammengesetzte 76
Zuweisung 39
Anwendungen
Häufigkeitszählung 555
längster gemeinsamer Präfix 560
längster sich wieder- holender Teilstring 559
Strings sortieren 562
API 244, 338, 394
Charge 339
Design 247
Draw 373
entwerfen 439
Fallstricke beim Entwerfen 442
Gaussian 245
generische Symbol- tabelle 629
generische Warte- schlange 665
In 366, 717
Math 52, 716
Matrix 272
Out 367, 716
Picture 351
StdArraylO 251, 254
StdAudio 171, 718
StdDraw 163
Stdin 149, 717
StdOut 146, 716
StdRandom 719
Stopwatch 400
System.out 52, 716
veränderliche Strings 667
Argumentvariablen 211
arithmetische Aus- drücke 594
Arrays 108
als Argumente 220
als Objekte 376
als Rückgabewerte 223
Anatomie 125
ArraylndexOutOf- Bounds 113
assoziative 633
auf Gleichheit testen 120
Ausgabe 222, 250
Bereichsprüfung 113
Call-by-Reference 221
Column-Major 127
deklarieren 109
eindimensionale 108
Eingabe 250
erzeugen 109
halbieren 587
Indizierung 111
initialisieren 114, 125
kopieren 111
Länge 112
Matrizen 125
Maximalwert ermitteln 222
mehrdimensionale 130
mischen 115, 221
nullbasierte Indizie- rung 111, 135
parallele 422
plotten 260
Row-Major 127
Speicherbedarf 515
Speicherdarstel- lung 112, 126
Speicherzuordnung 113
Standardinitialisie- rung 109
ungleichförmige 129
verdoppeln 587
von Objekten 377
vorberechnete Werte speichern 118
Werte vertau- schen 115, 222
Werte zur Kompilierzeit setzen 127
Werte zur Laufzeit setzen 114
Zuweisung 120
zweidimensio- nale 125,517
Assertionen 468
assoziative Arrays 633
Assoziativität 40
Aufräumarbeiten 379
Ausdrücke 40
arithmetische 594
Auswertung 594
Näherungsaus- drücke 499
Operanden 595
Operatoren 595
Ausführungszeit
exponentielle 285, 295
linear vs. logarith- misch 536
Perkolation 317
quadratisch vs. linea- rithmisch 554
Ausgabe 31
für Arrays 250
objektorientiert 365
Out (API) 367
StdOut (Bibliothek) 146
Ausnahmefilter 541
Ausnahmen werfen 468
Auswahl bilden 116
Auto-Boxing 593
automatische Initialisierung von Arrayelementen 109
von Instanzvariablen 426
Auto-Unboxing 593
B
Barnsley Farn 254
Basisfall 278
Basisklassen 460
Baum der kürzesten Pfade 688
Baumtraversierung 650
Beckett, Samuel 287
Beck Exploit 530
Befehle 150
java 28
javac 28
more 157
Befehlszeilenargu- mente 31, 32
Befehlszeileneingabe 143
Begrenzungsrechtecke 160
Benford'sches Gesetz 237
Bereichsprüfung 113
Bernoulli, Jakob 408
B ernoulli-Verteilung 247
Betriebssystemdirektiven I (Piping) 155
< (stdin umleiten) 154
> (stdout umleiten) 153
Bezeichner 38
Bibliotheken APIs 51
benutzerdefinierte 243
Entwurf 245
Math 52, 716
Methoden 51
Bilder
Bitmap-Bilder 350
digitale 350
Rasterbilder 350
Vektorbilder 350
Bildverarbeitung 350
Digitalzoom 390
Fading-Effekt 355
in Graustufen umwan- deln 351
lineare Interpolation 355
Sampling 353
skalieren 353
Visualisierung 357
Binärbäume
ausgeglichene 661
Heap-Sortierung 661
isomorphe 661
Binärdarstellung 537
Zahlenumwandlung 84
binärer Suchbaum 628, 640
durchlaufen 650
Idealfall 648
Normalfall 649
Performance 648
Schlimmster Fall 649
binäre Suche 533, 534
Binärsuche 534
Ausführungszeit 536
Ausnahmefilter 541
Existenzproblem 541
Korrektheitsnach- weis 536
Whitelist 541
Binärzahlen 84
Binomialkoeffizienten 142
Binomialverteilung 237
bipartiter Graph 681
Bit 43
Bitmap-Bilder 350
Black-Scholes-Formel 236
Blattknoten 643
Blob 708
Blockanweisungen 68
boolean (Datentyp) 48
boolesche Logik 49
Box-Muller-Formel 65, 235
breadth-first search 689
break-Anweisung 91
Breitensuche 683, 689
breite Schnittstelle 441
Brown, Robert 409
Brown'sehe Bewegung 410
Brown'sehe Brücke 291
Brown'sche Insel 305
BST (binärer Suchbaum) 640
byte (Datentyp) 45
c
Callback 460
Chaos 107
char (Datentyp) 41
\\ (Backslash) 41
\n (neue Zeile) 41
chromatische Tonleiter 170
classpath 270, 328
Clients 244
Cluster-Koeffizienten 693
CMYK (Farbformat) 383
Code
debuggen 267
warten 268
wiederverwenden 239, 267, 327
Code Refactoring 559
Codons 362
Collatz-Funktion 304
Collections 573
iterierbare 608
Kellerspeicher 573
Stapel 573
von Object-Elemen- ten 590
Warteschlangen 573
Column-Major-Verarbei- tung 127
Comparable (Schnittstelle) 456
compareTo() 456
continue-Anweisung 91
Conways Spiel des Lebens 333
Corner Cases 250
Coulomb'sches Gesetz 338
C (Programmiersprache) 26
Arraydeklaration 135
printf 146
Speicherlecks 379
zusammengesetzte Zuweisungen 76
C++ (Programmier- sprache) 26
Operatorüberladung 427
Speicherlecks 379
Crichton, Michael 435
Data Mining 461
Dateien
Daten extrahieren 371
filtern 367
verketten 367
zerlegen 372
Dateiendungen
.dass 28, 31, 242
.cvs 371
.java 28, 31, 242, 394
.jpg 168, 351, 718
.png 168, 351, 718
.wav 171
Dateiformate 185, 251, 421
Dateisystem 632
Datenabstraktion 336, 392
datengesteuerter Code 155, 184, 198
Datenstrukturen 492
Arrays 108
binärer Suchbaum 628
rekursive 578
verkettete Listen 578
Datentypen 337
Ausgabestream 367
Beispiel 338
definieren 392
entwerfen 439
erzeugen 392
generische 591
Graph 674
integrierte 36
Klassen 338
Menge 654
parametrisierte 589
primitive 36
Stapel 573
Symboltabelle 628
unveränder- liche 375,448
veränderliche 448
verwenden 339
Warteschlangen 573
Datenvisualisierung 313
Debuggen 267
Code nachverfolgen 39
Corner Cases 250
Grenzfälle 250
Kompilierfehler 30
Laufzeitfehler 30
Stress Testing 250
Unit-Tests 249
Variablen ausgeben 73
defensive Kopie 451
Deklarationen Arrays 109
Instanzvariablen 395
primitive Variablen 38
Variablen eines Refe- renztyps 339
Denial-of-Service- Attacken 511
dequeue 599
Descartes, René 408
Design by Contract 469
Digitalaudio Akkorde 224
Fourierreihe 238
Obertöne 224
Schallwellen zeichnen 263
Überlagerung 224
digitale Signalverarbei- tung 169
Dijkstra-Algorithmus 691
Direktiven import 383
I (Piping) 155
< (stdin umleiten) 154
> (stdout umleiten) 153
diskrete Verteilung 185, 248
Divide-and-Conquer 548
double (Datentyp) 46
do-while-Schleife 92
Drachenkurven 67, 176, 435
Draw (API) 373
Durchlaufen siehe traver- sieren 584
Dutch National Flag Problem 571
dynamische Programmie- rung 297
dynamischer Dispatch 457
dynamische Wörter- bücher 631
E
Eingabe 31,142
Befehlszeilenargu- mente 31
für Arrays 250
In (API) 366
objektorientiert 365
Stdln (Bibliothek) 148, 149, 717
Eingabestreams 366
Einheitsvektor 453
Einstein, Albert 410
else-Klausel 68
empirische Analyse 496
Endlosschleifen 93
enqueue 599
Entropie 389
EOF-Sequenz 153
equalsO
geerbt von Object 461
mit benutzerdefinierten Typen 471
mit Datentyp Color 376
String-Datentyp 359, 717
= vs. == 382
Erdös-Renyi-Graphen- modell 710
ereignisbasierte Program- mierung 459
ereignisbasierte Simulation 606
Erstes Newton'sche Gesetz 478
Escapesequenzen 41
Euklidische Distanz 136
Euklidischer Algorithmus 103,281
Euler, Leonhard 107
Euler'sche Vermutung 107
Exponentialverteilung 273
Exponentielle Laufzeit 285,295
exponentielle Wachstums- ordnung 504
F
Fading-Effekt 355
Faktorisierung 88
Fakultät (Funktion) 78, 278
Fallstudie
Kleine-Welt- Phänomen 669
Perkolation 306
Simulation des N-Körper-Systems 478
Zufallssurfer 183
false (boolescher Wert) 48
Farben
CMYK-Format 383
Color-API 347
Graustufen 351
Kompatibilität 348
Luminanz 347
RGB -CMYK-Um Wand- lung 66
RGB-Format 345, 383
Fast Fourier-Transforma- tion 277
FBC-Problem 460
Fehler
ArraylndexOutOf- Bounds 35, 113, 135
Ausnahmen werfen 468
Bugs 30
Definition 30
Division durch Null 60
fehlende return- Anweisung 229
IllegalFormatConver- sionException 147
Kompilierfehler 30
Laufzeitfehler 30
nicht initialisierte Variable 58, 113
NoClassDefFound Error 175
NullPointer 383,426
NumberFormat Exception 150
Pufferüberlauf 113
RuntimeException 468
StackOverflowError 295
statische vs. nicht-stati- sche Methoden 229
Syntax 34
Um-eins-daneben 111
unreachable code 229
Variablen verdecken 430
Verlust der Genauig- keit 57
Fibonacci-Folge 100, 296
FIFO (First-in-First-out) 573, 599
Filter 156, 162
grep 157
final (Modifizierer) 395
First-in-First-out (FIFO) 573
float (Datentyp) 48
Flussdiagramme if-Anweisung 69
verschachtelte Schleifen 80
while-Anweisung 71
formatierte Ausgabe 147
Formatstrings 147
for-Schleifen 75
Förth 597
Fourierreihe 238
Fraktale
Barnsley Farn 254
Brown'sche Brücke 291
Dimension 293
Drachenkurve 435
H-Bäume 290
Hilbert-Kurve 435
iterierte Funktionen- systeme 253
Koch-Kurve 407
Mandelbrot-Menge 416
Plasmawolken 294
Sierpinski-Dreieck 253
Fraktionelle Brown'sche Bewegung 292
funktionale Programmier- sprachen 459
Funktionen
Aufrufe verfolgen 208
Definitionsmenge 205
umkehren 537
Zielmenge 205
Funktionsabstrak- tion 336, 392
Funktionsaufrufe Baum 283
Implementierung 597
Garbage Collection 379, 518
Gardner, Martin 435
Gauß'sche Verteilung 65, 215, 248, 292
Bibliothek 245
Binomialverteilung 263
Geburtstagsproblem 141, 235
generische Typen 591
Genomik 361
Gensuche 361
geometrisches Mittel 176
Gerüst 307
Gittergraphen 707
Gleichverteilte Zufalls- zahlen 66, 248
Gleitkommazahlen 46
Infinity 47
mit ==-Operator 61
NaN 47
Präzision 47
globale Variablen 268, 428
Google 197
Graphen 669, 670
Abfragemethoden 675
bipartite 681
Client-Beispiele 678
Cluster-Koeffizi- enten 693
Distanz 686
Durchmesser 674
Ecken 670
Erdös-Zahl 684
Exzentrizität 710
Finanzsysteme 672
Gittergraphen 707
Grad 670
Grad der Trennung 684
Humanbiologie 670
isolierte Knoten 702
Kanten 670
Kleine-Welt- Graphen 691
Knoten 670
Kommunikations- systeme 671
kurze Durchschnitts- distanz 693
kürzeste Pfade 682
Laufzeitverhalten der Algorithmen 689
lokale Clusterbil- dung 692
mechanische Systeme 672
Nachbarn 670
parallele Kanten 675
Pfade 673
physikalische Systeme 670
Random Walks 710
reflexive Kanten 675
Ressourcenvertei- lung 672
Ringgraphen 693
Single-Source-Client 683
Softwaresysteme 672
soziale Netzwerke 670
sparsam vernetzt 692
Sterngraphen 693
Transportsysteme 671
ungerichtete 675
verbundene Kompo- nente 708
vollständige 693
vollständige Teil- graphen 696
zufällige Abkür- zungen 697
Zufallsbewegung 710
Zufallsgraphen 697
Graustufen 351
Gray-Codes 287
Grenzfälle beim Debuggen 250
grep 157
Großkreis 67
Groß-O-Notation 521
größter gemeinsamer Teiler 281
Gültigkeitsbereich 77, 210
Hadamard-Matrizen 140
Halbieren von Arrays 587
halboffenes Intervall 534
Hamming-Distanz 303
Harmonisches Mittel 176
Harmonische Zahlen 81, 118, 213, 235, 279
Hash 464
hashCode()
geerbt von Object 461
Pohle ermitteln 465
Hash-Code 515
Hashing 464
Häufigkeitsanalyse 499
Häufigkeitszählung 464
Häufigkeiten berechnen 557
Häufigkeiten sortieren 557
H-Bäume 290
Heap 518
Hello, World 28
Hertz 169
Hilbert, David 435
Hilbert-Kurve 435
Histogramme 402
Hollywood-Zahl 710
Horner-Schema 236
Hüpfender Ball 166,479
Hurst-Exponent 292
if-Anweisungen 68
Implementierung 245
import-Direktive 383
In (API) 717
Indegree 625
Indizierung, null- basierte 111, 135
Induktion 277, 280
Initialisierung
primitive Datentypen 39
von Array elementen 109
innere Schleife 499
Inorder-Traversierung 650
Insertion Sort 543
empirische Analyse 548
Laufzeit 545
Instanzen 344
Instanzmethoden 339, 396
Anatomie 396
aufrufen 340
vs. statische Methoden 343
Zugriffsmodifizierer 394
Instanzvariablen 395
initialisieren 426
verdecken 430
Zugriff 413
Zugriffsmodifizierer 394
int (Datentyp) 43
Integer 43
Ausdrücke 44
Überlauf 44, 59, 74
integrierte Datentypen 36
Interpolation 179
Interpreter 595
Invarianten 469
isolierte Knoten 702
Iteratoren 585, 659
internes Array 610
verkettete Liste 611
iterierbare Collections 608
iterierte Funktionen- systeme 253
J
Java 26
Anatomie eines Programms 29
installieren 26
Konzepte vs.
Konstrukte 209
Programme ausführen 28
Programme erzeugen 27
Programme kompilie- ren 27
streng typisiert 38
Warum 33
java (Befehl) 28
javac (Befehl) 28
Java Generics 591
Java Virtual Machine 440, 595
Josephus-Problem 624
Julia-Menge 438
K
Kalender 238
Kammerton 169
Kantenperkolation 332
Kapselung 220, 439, 442
modulare Programmie- rung 443
private-Modifizierer 445
KBZ (Kevin-Bacon-Zahl) 684
Kellerspeicher 573
Kevin-Bacon-Spiel 684
Kevin Bacon-Zahl 684
k-Gramme 464
Klassen 338
abgeleitete 460
Abhängigkeits- diagramme 266
als Datentyp 394
als Programm 29
als Satz von Methoden 240
Wrapperklassen 381
Klassenvariablen 428
Kleinberg-Graphen- modell 711
Kleine-Welt-Graphen 691
Kleine-Welt- Phänomen 669, 696
Knoten 578
Knuth, Donald 475
Koch-Kurve 407
Kombinationen 302
Kommentare 33
komplexe Zahlen 411
Imaginärteil 411
Realteil 411
Konkordanz 660
Konnektivitätsschwellen 710
Konsolenanwendung 27
Konstanten
Double.NaN 206
Double.NEGATIVE_
INFINITY 60
Double.POSITIVE_
INFINITY 60
Integer.MAXVÄLUE 74
Integer.MIN_VALUE 74
Math.E 52, 716
Math.PI 52, 716
konstante Wachstumsord- nung 502
Konstruktoren 339
Anatomie 396
definieren 395
new 395
Signatur 395
Standardkonstruktor 426
überladen 395
Kontur-Plot 437
Kosinus-Ähnlichkeits- maß 465
Kreuzprodukt 473
kubische Wachstums- ordnung 504
kumulative Gauß'sche Verteilungsfunktion 215
L
Last-in-First-out (LIFO) 573
Laufzeitanalyse, amorti- sierte 588
Laufzeitgarantien 510
Laufzeitverhalten
empirische Analyse 496
Fallstricke 508
Garantien 510
Häufigkeitsanalyse 499
Hypothesen 496
Insertion Sort 545
mathematische Analyse 498
Problemgröße 494
Vorhersagen 505
wissenschaftliche Methode 493
leere Anweisungen 98
LIFO (Last-in-First-out) 573
Linealfunktion 43, 78, 288
lineare Interpolation 355
lineare Unabhängigkeit 453
lineare Wachstums- ordnung 503
linearithmische Wachs- tumsordnung 503
Links 580
Links-Assoziativität 40
Listen
durchlaufen 584
Knoten 578
Links 580
traversieren 584
verkettete 578
Literale
boolean 48
char 41
Definition 38
double 46
int 43
null 426
String 42
Littles Gesetz 605
logarithmische Spirale 408
logarithmische Wachstums- ordnung 502
Logo (Programmier- sprache) 410
Loitering 588
long (Datentyp) 46
Luminanz 347
M
Magritte, René 374
mainO 29, 221
als Test-Client 249
Befehlszeilen- argumente 221
in jeder Klasse 242
Mandelbrot, Benoit 416
Mandelbrot-Menge 392, 416
Markow-Ketten 189, 191
Math-Bibliothek 52, 716
mathematische Analyse 498
mathematische Funktionen geschlossene Form 216
implementieren 215
nicht geschlossene Form 216
mathematische Induktion siehe Induktion 280
Matlab 26, 230
Pass-by-Value 230
Matrizen 125, 350
Addition 128
dünn besetzte 666
Hadamard 140
Matrix-Vektor-Multi- plikation 128
Matrizenprodukt 272
Multiplikation 128, 192
Operationen 128
quadrieren 201
Skalarprodukt 272
transponieren 137
Transponierte 272
Übergangsmatrix 185
Vektor-Matrix-Multi- plikation 128
Maximum ermitteln in einem Array 111
in einer beliebigen Zahlenfolge 176
von zwei Zahlen 52, 716
McCarthys 91-Funktion 305
M/D/l-Warteschlangen 604
mehrdimensionale Array s 130
Memoisation 297
Menge 654
Mergesort 548
Laufzeit 553
Methode der Mittelpunkt- verschiebung 292
Methoden
aufrufen 53, 340
Callback 460
deprecated 471
Instanzmethoden 396
Konstruktoren 339
main() 29
Signatur 53
statische 205
statische vs. Instanz- methoden 343
veraltete 471
wissenschaftliche 493
Mittelwerte 176, 258
von Elementen in einem Array 111
von Zahlen im Eingabe- stream 152
modulare Programmie- rung 265,443
Module 204, 242
Monte-Carlo-Simulation 313
Moore'sches Gesetz 506
more (Befehl) 157
Münzwurf-Beispiel 70
N
Nachbedingung 469
Nachverfolgen
Faktorisierung 90
Methodenaufrufe 226
vertauschte Variablen- werte 39
Zweierpotenzen 73
Näherungsausdrücke 499
natürliche Reihenfolge 456
Nebeneffekte
bei Arrays 221
Definition 214
Design by Contract 469
new-Operator Arrays 109
mit Objekten 340
Newton, Isaac 82, 106, 478
Newton-Verfahren 82, 205
Normalverteilung siehe Gauß'sche Verteilung 215
Notation
Groß-O 521
Postfix 597
Tilde 499
umgekehrt polnisch 597
nullbasierte Indizierung 111, 135
null-Literal
als Standardwert 426
Arrayelemente 109
Definition 426
NullPointerException 426
Null-Schlüssel 630
numerische Integration 459
o
Obertöne 224
Object-Elemente
Sammlungen 590
Object (Klasse) 461
Objekte 344
Arrays 376
erzeugen 340
Identität 342, 344
Speicherbedarf 513
Speicherdarstellung 342
Typumwandlung 343
vergleichen 376
Verhalten 344
verwaiste 378
Zustand 344
Objektinstanzvariablen 422
objektorientierte Program- mierung 336
O-Notation 499
Operanden 595
Operatoren 595
+ (Addition) 45
[] (Arrays) 108
Assoziativität 40
() (Cast) 55
-- (Dekrement) 76
/ (Division) 45
A (exklusives Oder) 62
== (gleich) 50
> (größer) 50
>= (größer gleich) 50
++ (Inkrement) 76
< (kleiner) 50
<= (kleiner gleich) 50
! (logisches Nicht) 48
I I (logisches Oder) 48
&& (logisches Und) 48
% (Modulo) 45
* (Multiplikation) 45
!= (nicht gleich) 50
Priorität 40
+ (Stringverkettung) 41
- (Subtraktion) 45
= vs. == 382
zusammengesetzte Anweisungen 76
Operatorüber- ladung 414, 427
Out (API) 716
P
Page Ranks 189
Palindrom 361
Papert, Seymour 410
parallele Arrays 422
parametrisierte Daten- typen 589
Par sen
parseDoubleO 40
parselntO 40
Pascal'sches Dreieck 142
Pass-by-Reference Definition 211
von Arrays 221
vs. Pass-by-Value 230
Pass-by-Value Definition 211
primitive Typen 376
Referenzen 376
vs. Pass-by-Reference 230
Perkolation 306
B esetzungs Wahrschein- lichkeit 307
Daten Visualisierung 313
dreidimensionale 332
gerichtete 324, 329
Kantenperkolation 332
Perkolationswahr- scheinlichkeit 316
Programmgerüst 307
Tiefensuche 319
vertikale 311, 331
Permutationen 302
inverse 140
zufällige 116
Pfade 682
Phasenübergang 324
Picture (API) 351
Piping 155
Pixel 350
Plasmawolken 294
Poisson-Prozess 604
Polarkoordinaten 65, 470
Polymorphismus 457
Postfix 597
Postorder-Traversierung 650
PostScript 597
PostScript (Programmier- sprache) 410
Potenzgesetz 498
Preorder-Traversierung 650
primitive Datentypen 36, 512
in Strings umwandeln 41
Typumwandlung 54
verwenden 39
Primzahlen 122
Primzahl-Test 212
printfQ 146, 174
Priorität 40
Problem der fragilen Basis- klasse 460
Problemgröße 494
Programmbeispiele AlbersSquares 346
ArrayStackOfStrings 576
Average 152~
BadHellos 93
Beckett 289
Bernoulli 264
Binary 85
BinarySearch 540
Body 482
BouncingBall 167
Brownian 293
BST 646
Cat 368
Charge 393
ChargeClient 341
CompareAll 466
Complex 415
Counter 447
Coupon 219
CouponCollector 121
DeDup 655
DivisorPattern 79
Document 463
DoublingStackOf Strings 586
DoublingTest 497
Estimate 318
Euclid 281
Factors 89
Fade 356
Flip 70
FrequencyCount 555, 556
Gambler 87
Gaussian 217
GeneFind 363
Graph 677
Grayscale 352
Harmonic 82
Hello World 28
Histogram 403
Htree 291
IFS 255
Index 638
IndexGraph 680
Insertion 547
InsertionTest 549
IntOps 45
Leap Year 50
LinkedStackOf Strings 582
LoadBalance 614
Lookup 635
LRS 563
Luminance 349
Mandelbrot 419
Markow 195
MD 1 Queue 607
Merge 551
Newton 207
PathFinder 685
Percolation 310
PercPlot 323
PlayThatTune 172, 227
PlotFilter 161
Potential 358
PowersOfTwo 74
PrimeSieve 123
Quadratic 47
Randomlnt 56
RandomSeq 144
RandomSurfer 187
RangeFilter 156
Ruler 43
Sample 117
Scale 354
Self Avoiding Walk 132
SmallWorld 695
Spiral 409
Split 372
Sqrt 83
StdArraylO 252
StdRandom 248
StdStats 259
StockAccount 424
StockQuote 370
Stopwatch 401
TenHellos 72
ThreeSum 495, 576
TowersOfHanoi 284
Transition 186
Turtle 406
Twenty Questions 151, 535
Universe 484
UseArgument 32
Vector 454
Visualize 315
Programme
Anatomie 29
ausführen 28
Clients 244
erzeugen 27
kompilieren 27
Programmgerüst 307
Programmierschnitt- stellen 338
Programmierung dynamische 297
ereignisbasierte 459
modulare 241, 265, 443
objektorientierte 336
Promotion 55
Prüfsumme 104
public (Zugriffsspezifizierer) mainO 33
statische Methoden 241
Pufferüberlauf 113
quadratische Gleichung 47
quadratische Wachstums- ordnung 504
Quadratur 459
Quadratwurzeln
benutzerdefiniert 205
Math-Bibliothek 52, 716
Newton-Verfahren 82
Quaternionen 434
Queue siehe Warteschlangen Quicksort 567
Ramanujan, Srinivasa 104
Random Walks 710
Brown'sche Bewegung 410
Self-Avoiding 130
zweidimensionale 104
Raphson, Joseph 82
Rasterbilder 350
rationale Zahlen 430
Raumvektoren 452
Rechteck-Regel 459
Reduktionsschritt 279
Referenzen
Definition 341
Objekte vs. Namen 373
this 455
Variablen eines Refe- renztyps 339
Referenztypen 336, 341, 451, 593
Eigenschaften 373
reguläre Ausdrücke 360
Rekurrenzbeziehung 286
Rekursion 276
Basisfall 280, 295
extreme Speicheranfor- derungen 295
extrem häufige Neu- berechnungen 296
Fallstricke 294
Induktion 280
Induktionsschritt 280
Konvergenz 295
Reduktionsschritt 280
Tiefensuche 319
vs. Iteration 299
Rekursive Grafiken
Brown'sche Brücke 291
Brown'sche Insel 305
Drachenkurve 435
H-Bäume 290
Hilbert-Kurve 435
Plasmawolke 294
reservierte Wörter 38
Ressourcenallokation 613
return-Anweisung 209
RGB (Farbformat) 66, 345,383
Ringgraphen 693
Ringpuffer 624
Rot-Schwarz-Bäume 650, 654
Ro w-Maj or-Verarbeitung 127
Rückgabeanweisung 214
Rückgabetyp 210
Rückgabewert 53, 214
Ruin des Spielers 86
Rumpf (Schleife) 71
s
Sammler-Problem 120,
218,237
Sampling
Bild skalieren 353
Digitalklang 170
um eine Funktion zu zeichnen 162
Schaltjahr 50
Schleifen
break-Anweisung 91
continue-Anweisung 91
do-while-Anweisung 92
Endlosschleifen 93
for-Anweisung 75
innere 499
Verschachtelungen 78
while-Anweisung 70
Schlüssel
entfernen 630
Null 630
unveränderliche 630
vergleichbare 629
Schlüsselwörter 33
Schnittstellenvererbung 456
Schwarz-Weiß- Luminanz 347
Screen Scraping 368
Self-Avoiding Random Walks 130
Shannon-Entropie 389
short (Datentyp) 45
sichere Zeiger 377
Sichtbarkeit 394
Sichtbarkeitsmodifizierer 394
Sieb des Eratosthenes 122
SI-Einheiten 338, 485
Sierpinski-Dreieck 253
Signatur
Anatomie 53
statische Methoden 209
Simulationen Bernoulli 263
ereignisbasierte 606
Fairer Münzwurf 70
Geburtstagsproblem 141, 235
Iterierte Funktionen- systeme 253
N-Körper-System 478
Perkolation 306
Punkt im Einheits- kreis 92
Ruin des Spielers 86
Sammler-Problem 120, 218
Self-Avoiding Random Walks 130
Würfel 139
Zufallssurfer 183
Single-Source-Client 683
Single-Source-Shortest- Path-Algorithmus 683
Skalarprodukt 110, 222, 465
Skalieren 353
Sortieren 457
Insertion Sort 543
Mergesort 548
Strings 562
Suffix-Arrays 562
topologisch 625
Speicherbedarf 512
Arrays 515
Objekte 513
primitive Daten- typen 512
String-Objekte 514
Teilstrings 516
zweidimensionale Arrays 517
Speicherdarstellung Aliasing 375
Arrays 112
Arrays von Objekten 377
Objekte 342
verwaiste Objekte 378
zweidimensionale Arrays 126
Speicherlecks 379, 588
Speicherverwaltung 378
Aufräumarbeiten 379
Speicherzuordnung 378
Arrays 113
Spezifikationsprobleme 440, 604
Spiel des Lebens 333
Spira mirabilis 408
Stacks siehe Stapel 518
Standardabweichung 258
Standardaudio 145, 169
chromatische Tonleiter 170
in Datei speichern 171
Kammerton 169
Sampling 170
visualisieren 180
Standardausgabe 143, 146
StdOut-API 146
umleiten 153
Standardeingabe 145, 148
Eingabe beliebiger Größe 152
EOF-Sequenz 153
Piping 155
Stdln-API 149, 717
Umleiten 153
Standardgrafik 145, 158
Animation 165
Farbe 164
Filter 162
gefüllte Formen 163
Konfigurations- befehle 159, 165
neu skalieren 159
StdDraw-API 165
Text 164
Umrisse 163
Standards 440
Stapel 518, 528, 573
Array-Implemen- tierung 575
LIFO 573
stapelbasierte Program- miersprachen 597
und Rekursion 295
verkettete Listen 581
Verwendung 593
Stapelüberlauf 295
static (Schlüsselwort) 33
statische Methoden
Ablaufsteuerung 208
Anatomie 209
Argumentvariablen 209, 211
Arrays als Argu- mente 220
Arrays als Rückgabe- werte 223
Aufrufe verfolgen 208
Aufrufnach- verfolgung 226
definieren 205
in anderen Programmen 240
Kapselung 220
lokale Variablen 209
mainQ-Methode 221
mehrere Argumente 212
Nebeneffekte 214
Rückgabeanweisung 214
Rückgabewert 214
Signatur 209
überladen 213
zum Organisieren von Code 218
statische Variablen 428
Statistik 257
Auswahl bilden 116
Histogramme 402
Mittelwerte 176, 258
plotten 260
Standardabwei- chung 176
Stichproben-Standard- abweichung 258
Stichprobenvarianz 258
Tukey-Grafiken 274
StdArraylO (API) 250
StdAudio (API) 171, 718
StdDraw (API) 163
Stdln (API) 149, 717
stdlib.jar 309
StdOut (API) 146, 716
StdRandom (API) 247, 719
StdStats (API) 258, 719
Sterngraphen 693
Stopwatch (API) 400
Stress Testing 250
Strg-C 93, 175
Strg-D 153
Strg-Z 153
String (Datentyp) API 359
Definition 42
Literal 42
mit ==-Operator 61
Strings 360
Darstellung 561
sortieren 562
Werte 516
Stringverarbeitung 359
Stubs 309
Subklasse 460
Subtyping 460
Suchbäume 640
binäre 628
Blattknoten 643
durchlaufen 650
Teilbaum 643
Wurzel 643
Suffixe 561
Superklassen 460
Superpositionsprinzip 483
switch-Anweisungen 91
Symboltabellen 628
API 629
Bereichssuche 653
Clients 631
Implementierung 639
Indizierung 636
iterierbare 630, 651
Minimum/Maximum ermitteln 653
Null-Schlüssel 630
Schlüssel 628
Schlüssel entfernen 630
Schlüssel/Wert-Paare entfernen 653
unveränderliche Schlüssel 630
vergleichbare Schlüssel 629
Werte 628
Wörterbuchsuche 631
Syntax-Fehler 34
System-Bibliothek out.print 52
out.println 52
System.out (API) 716
T
Taylorreihen 84, 104, 216
Teilbaum 643
Teile und Herrsche 548
Teilstrings, substring( ) 359, 717
Texteditoren 27
this-Referenz 455
Tiefensuche 319
Tilde-Notation 499
toStringO
automatisch aufrufen 381
geerbt von Object 461
mit Referenztypen 343
Trace-Tabelle 39
Trägheitsgesetz 478
Transitiver Abschluss 709
Traversierung 584
true (boolescher Wert) 48
Tukey-Grafiken 274
Turing, Alan 421
Turingmaschine 173
Türme von Hanoi 282
Turtle-Grafiken 404
Typparameter 591
Typumwandlung 54
explizite 54
Objekte 343
primitive Datentypen in Strings 41
Promotion 55
Strings in primitive Werte 40
u
Überdeckungszeit 710
Übergangsmatrix 185
Überladen
von Konstruktoren 395
von Methoden 213
von Operatoren 414,427
Überlagerung 224
Überlauf 44, 59, 74
Um-eins-daneben- Fehler 111
umgekehrte polnische Notation 597
Umkehren
Arrays 111
Umleiten 153
in Standardeingabe 154
Standardausgabe 153
Umwandlungscode 147
Unabhängigkeit 443
ungleichförmige Arrays 129
Unit-Tests 249
Unix (Betriebssystem) 145, 156
Unveränderlichkeit 439
Aliasing 375
defensive Kopie 451
Definition 449
final-Modifizierer 450
von Array 449
von Strings 385,448
V
Variablen
Argumentvariablen 397
Definition 38
deklarieren 339
globale 268, 428
Gültigkeitsbereich 77, 210, 397
Instanzvariablen 397
lokale 397
nicht initialisierte 58, 113, 136
Pass-by-Reference 211
Pass-by-Value 211
Sichtbarkeit 394
statische 428
verdecken 430
Zugriffsmodifizierer 394
Vektorbilder 350
Vektoren API 452
Betrag 452
dünn besetzte 665
Matrix-Vektor-Multi- plikation 128
Raumvektoren 452
Richtung 452
Skalarprodukt 110, 222
Vector-API 453
Vektor-Matrix-Multi- plikation 128
Verdoppelungshypo- thesen 496
Verdoppelung von Arrays 585
Vererbung 439, 456
Vergleiche 50
Ähnlichkeitsmaß 465
Dokumentpaare 465
Profile 465
verkettete Listen 578
verkettete Strukturen 492
Verkettung 42
Verlaufsfülloperation 708
Verschachtelungen äußere Schleife 78
Einrückung 78
Flussdiagramm 80
innere Schleife 78
Vertauschen
Arrayelemente 115, 222
Variablenwerte 39
verwaiste Elemente 588
verwaiste Objekte 378
Verzweigungen
if-Anweisungen 68
switch-An Weisungen 91
void (Schlüsselwort) 33, 53, 229
vollständige Graphen 693
vollständige Teil- graphen 696
Vorbedingung 469
w
Wachstumsordnungen 500
exponentielle 504
Klassifikation 502
konstante 502
kubische 504
lineare 503
linearithmische 503
logarithmische 502
quadratische 504
Wahrheitstabelle 49
Wahrscheinlichkeiten 192
Warteschlangen 573
Analyse 605
FIFO 573, 599
M/D/l 604
mit Arrays 603
Queue 573, 599
Theorie 604
verkettete Liste 600
zufällige 603, 623
Watson-Crick- Komplement 385
Watts-Strogatz-Modell 711
weite Schnittstellen 617
Wertübergabe 376
while-Schleifen 70
Whitelist 541
Whitespace-Zeichen 33, 360
wissenschaftliche Notation 46
Wörterbuchsuche 631
Wrapperklassen 381, 593
Wurzel 643
Young-Tableau 531
z
Zahlen
komplexe 411
rationale 430
wissenschaftliche Notation 46
Zahlenfolge
Minimum ermitteln 176
Zahlenumwandlung 84,101
Zeichen 41
Zeichnen
Funktionsgraphen 262
Perkolationswahr- scheinlichkeit 321
Schallwellen 263
Versuchsergebnisse 263
Zeiger 342, 377
Zentroid 178
Zipf'sches Gesetz 558
Zufallsbewegungen 130, 710
Zufallsgraphen 697
Zufallssurfer 183
Markow-Kette 189
Page Ranks 189
Zufallswarteschlangen 603, 623
Zufallszahlen
Bernoulli 247, 719
Binomialverteilung 237
diskrete 248
erzeugen (gleich- verteilt) 56
Gauß'sche 235, 248
gleichverteilte 56, 66, 213, 248
Maxwell-Boltzmann 272
StdRandom 246
Zugriffsmodifizierer final 395
private 394
public 394
zusammengesetzte Anwei- sungen 76
Zusicherungen 468
Zustandsänderungen 404
Zuweisungen
mit Arrays 120
mit primitiven Typen 39
mit Referenztypen 375
Zweidimensionale Arrays 125
Column-Major 127
Ein- und Ausgabe 250
initialisieren 125
Row-Major 127
Speicherdarstellung 126
ungleichförmige 129
Zweites Newton'sche Gesetz 480
zyklische Verschiebung 385
