Algorytmy, struktury danych i techniki programowania dla programistów Java - Ebook - Piotr Wróblewski - Nowoczesna platforma edukacyjna

Kategorie

Szczegóły ebooka

Zaloguj się, jeśli jesteś zainteresowany treścią pozycji.

Algorytmy, struktury danych i techniki programowania dla programistów Java

Piotr Wróblewski

Ebook

Opanuj Javę jak prawdziwy profesjonalista!

Podstawy algorytmiki dla praktyków
Modelowanie struktur danych w Javie
Skuteczne techniki programowania na przykładach

Java jest obecnie jednym z najpopularniejszych języków programowania, co zawdzięcza przede wszystkim swojej prostocie, nowoczesności, dużym możliwościom oraz niezależności od architektury platform sprzętowych i systemowych, na których mają pracować napisane w tym języku programy. Java znalazła zastosowanie w wielu różnych branżach - zdecydowanie dominuje w rozwiązaniach działających w sieci, stanowiących obecnie dużą część oprogramowania tworzonego komercyjnie. Mimo to dotychczas trudno było znaleźć rzetelne źródło wiedzy o algorytmach, które byłoby przeznaczone dla użytkowników Javy, wyjaśniało zasady modelowania danych w tym języku i pozwalało szybko testować gotowe programy.

Na szczęście to już przeszłość! Książka Algorytmy, struktury danych i techniki programowania dla programistów Java jest pierwszą poważną pozycją przybliżającą tematykę algorytmów osobom posługującym się tym językiem. W prosty i praktyczny sposób przedstawia najważniejsze zagadnienia algorytmiki, pozwala poznać struktury danych i ich zastosowania, prezentuje popularne algorytmy oraz problemy, które można za ich pomocą rozwiązać, omawia także techniki programowania wykorzystywane przez miliony specjalistów w ich codziennej pracy. Jeśli chcesz być profesjonalnym programistą Javy, nie mogłeś trafić lepiej!

Podstawy algorytmiki i kodowania liczb
Algorytmy rekurencyjne i iteracyjne
Analiza złożoności i optymalizacja algorytmów
Modelowanie i wykorzystanie struktur danych
Wykorzystanie biblioteki java.util
Przeszukiwanie i sortowanie danych
Przegląd technik programowania
Algorytmy grafowe i numeryczne
Kodowanie i kompresja danych
Wprowadzenie do języka Java i narzędzi JDK

Rozwiązuj problemy programistyczne w Javie!

Przedmowa
- Dlaczego Java?
- Co odróżnia tę książkę od innych podręczników?
- Jak należy czytać tę książkę?
- Co zostało opisane w tej książce?
  - Rozdział 1. Zanim wystartujemy
  - Rozdział 2. Systemy obliczeniowe i podstawy kodowania
  - Rozdział 3. Rekurencja
  - Rozdział 4. Analiza złożoności algorytmów
  - Rozdział 5. Podstawy modelowania danych
  - Rozdział 6. Modelowanie abstrakcyjnych typów danych
  - Rozdział 7. Struktury danych o dostępie ograniczonym
  - Rozdział 8. Drzewa i zbiory
  - Rozdział 9. java.util, czyli struktury danych dla leniuchów
  - Rozdział 10. Algorytmy przeszukiwania
  - Rozdział 11. Algorytmy sortowania
  - Rozdział 12. Derekursywacja i optymalizacja algorytmów
  - Rozdział 13. Przeszukiwanie tekstów
  - Rozdział 14. Zaawansowane techniki programowania
  - Rozdział 15. Algorytmy grafowe
  - Rozdział 16. Algorytmy numeryczne
  - Rozdział 17. Kodowanie i kompresja danych
  - Rozdział 18. Czy komputery mogą myśleć?
  - Rozdział 19. Zadania różne
  - Dodatek A
- Programy przykładowe
- Konwencje typograficzne i oznaczenia
Rozdział 1. Zanim wystartujemy
- Czym powinien się charakteryzować algorytm?
- Jak to wcześniej bywało, czyli wyjątki z historii maszyn algorytmicznych
  - 1804
  - 1830 i później
  - 1890
  - lata 30. XX w.
  - lata 40. XX w.
  - okres powojenny
  - 1969
  - teraz
- Jak to się niedawno odbyło, czyli o tym, kto wymyślił metodologię programowania
- Proces koncepcji programów
- Poziomy abstrakcji opisu i wybór języka
- Modelowanie działania algorytmów (maszyna Turinga)
- Poprawność algorytmów
- Zadania
  - Zadanie 1.
  - Zadanie 2.
  - Zadanie 3.
- Rozwiązania i wskazówki do zadań
  - Zadanie 1.
  - Zadanie 2.
  - Zadanie 3.
Rozdział 2. Systemy obliczeniowe i podstawy kodowania
- System dziesiętny i kilka definicji
- System dwójkowy
  - Operacje arytmetyczne na liczbach dwójkowych
  - Operacje logiczne na liczbach dwójkowych
- Kod BCD
- System ósemkowy
- System szesnastkowy
- Kodowanie liczb ze znakiem
  - Kod znak-moduł (ZM)
  - Kod U2 (system uzupełnienia dwójkowego)
    - Przykład wyliczania liczby dziesiętnej w U2:
    - Przykład wyliczania liczby przeciwnej w U2:
- Zmienne w pamięci komputera
- Kodowanie znaków
- Kodowanie obrazów
  - Mapy bitowe na przykładzie formatu BMP
Rozdział 3. Rekurencja
- Definicja rekurencji
- Ilustracja pojęcia rekurencji
- Jak wykonują się programy rekurencyjne?
- Niebezpieczeństwa rekurencji
  - Ciąg Fibonacciego
  - Stack overflow!
    - Ćwiczenie 3.1.
    - Ćwiczenie 3.2.
- Pułapek ciąg dalszy
  - Stąd do wieczności
  - Definicja poprawna, ale
- Typy programów rekurencyjnych
- Myślenie rekurencyjne
  - Przykład 1. Spirala
  - Przykład 2. Kwadraty parzyste
- Uwagi praktyczne na temat technik rekurencyjnych
- Zadania
  - Zadanie 1.
  - Zadanie 2.
  - Zadanie 3.
    - Pytanie 1.
    - Pytanie 2.
  - Zadanie 4.
  - Zadanie 5.
  - Zadanie 6.
- Rozwiązania i wskazówki do zadań
  - Zadanie 1.
  - Zadanie 2.
  - Zadanie 3.
  - Zadanie 4.
  - Zadanie 5.
  - Zadanie 6.
Rozdział 4. Analiza złożoności algorytmów
- Definicje i przykłady
  - Jeszcze raz funkcja silnia
  - Zerowanie fragmentu tablicy
  - Wpadamy w pułapkę
  - Różne typy złożoności obliczeniowej
- Nowe zadanie: uprościć obliczenia!
- Analiza programów rekurencyjnych
  - Terminologia i definicje
  - Ilustracja metody na przykładzie
  - Rozkład logarytmiczny
  - Przeszukiwanie binarne tym razem bez matematyki wyższej!
  - Zamiana dziedziny równania rekurencyjnego
  - Funkcja Ackermanna, czyli coś dla smakoszy
- Złożoność obliczeniowa to nie religia!
- Techniki optymalizacji programów
- Zadania
  - Zadanie 1.
  - Zadanie 2.
  - Zadanie 3.
  - Zadanie 4.
- Rozwiązania i wskazówki do zadań
  - Zadanie 2.
  - Zadanie 4.
Rozdział 5. Podstawy modelowania danych
- Typy proste i złożone
  - Operatory i zmienne
  - Obiektowe typy proste, czyli klasy osłonowe
  - Ciągi znaków i napisy
  - Tablice
  - Pojęcie referencji, czyli gdzie te wskaźniki z dawnych lat
- Programowanie obiektowe jako narzędzie modelowania danych i algorytmów
  - Terminologia
  - Modelowanie danych na przykładzie liczb zespolonych
  - Pola i metody statyczne klas
  - Dziedziczenie własności
- Struktury rekurencyjne w Javie
Rozdział 6. Modelowanie abstrakcyjnych typów danych
- Abstrakcyjne typy danych
  - Listy jednokierunkowe
    - Realizacja struktur danych listy jednokierunkowej
    - Proste dołączanie elementów do listy
    - Dołączanie elementów do listy z sortowaniem
    - Usuwanie danych z listy
    - Metody łączenia list
    - Sortowanie list za pomocą list referencji
  - Tablicowa implementacja list
    - Klasyczna reprezentacja tablicowa
    - Metoda tablic równoległych
  - Listy innych typów
    - Lista dwukierunkowa
    - Lista cykliczna
  - Listy z iteratorem
- Podsumowanie
Rozdział 7. Struktury danych o dostępie ograniczonym
- Stos
  - Zasada działania stosu
  - Realizacja programowa stosu
- Kolejki FIFO
- Sterty i kolejki priorytetowe
- Zadania
  - Zadanie 1.
- Rozwiązania i wskazówki do zadań
  - Zadanie 1.
Rozdział 8. Drzewa i zbiory
- Drzewa i ich reprezentacje
  - Binarne drzewa poszukiwań (BST)
  - Drzewa binarne i wyrażenia arytmetyczne
  - Uniwersalna struktura słownikowa
  - Drzewa egzotyczne
- Zbiory
- Zadania
  - Zadanie 1.
  - Zadanie 2.
  - Zadanie 3.
  - Zadanie 4.
- Rozwiązania zadań
  - Zadanie 1.
Rozdział 9. java.util, czyli struktury danych dla leniuchów
- Java i interfejsy
- Klasa Arrays, operacje na tablicach
- Klasa Vector, czyli tablice dynamiczne
- Listy
- Iteratory, czyli wygodne indeksowanie kolekcji
- Stos
- Sortowanie kolekcji
- Klasa HashSet, czyli szybko do celu
Rozdział 10. Algorytmy przeszukiwania
- Przeszukiwanie liniowe
- Przeszukiwanie binarne
- Transformacja kluczowa (hashing)
  - W poszukiwaniu funkcji H
  - Najbardziej znane funkcje H
    - Suma modulo 2
    - Suma modulo Rmax
    - Mnożenie
  - Obsługa konfliktów dostępu
  - Powrót do źródeł
  - Jeszcze raz tablice!
  - Próbkowanie liniowe
  - Podwójne kluczowanie
  - Zastosowania transformacji kluczowej
  - Klasyczne funkcje C/C++ oraz Java
- Funkcje hashujące a klasy Javy
- Podsumowanie metod transformacji kluczowej
Rozdział 11. Algorytmy sortowania
- Sortowanie przez wstawianie, algorytm klasy O(N2)
- Sortowanie bąbelkowe, algorytm klasy O(N2)
- Sortowanie szybkie (Quicksort) algorytm klasy O(N log N)
- Heapsort sortowanie przez kopcowanie
- Scalanie zbiorów posortowanych
- Sortowanie przez scalanie, algorytm klasy O(N log N)
- Sortowanie zewnętrzne
- Uwagi praktyczne
Rozdział 12. Derekursywacja i optymalizacja algorytmów
- Jak pracuje kompilator?
- Odrobina formalizmu nie zaszkodzi!
  - Przykład
- Kilka przykładów derekursywacji algorytmów
- Derekursywacja z wykorzystaniem stosu
  - Eliminacja zmiennych lokalnych
- Metoda funkcji przeciwnych
- Klasyczne schematy derekursywacji
  - Schemat typu while
  - Schemat typu if-else
  - Schemat z podwójnym wywołaniem rekurencyjnym
- Podsumowanie
Rozdział 13. Przeszukiwanie tekstów
- Algorytm typu brute force
- Nowe algorytmy poszukiwań
  - Algorytm KMP
  - Algorytm Boyera-Moorea
  - Algorytm Rabina-Karpa
Rozdział 14. Zaawansowane techniki programowania
- Programowanie typu dziel i zwyciężaj
  - Odszukiwanie minimum i maksimum w tablicy liczb
    - Ćwiczenie 1.
  - Mnożenie macierzy o rozmiarze N×N
  - Mnożenie liczb całkowitych
  - Inne znane algorytmy dziel i zwyciężaj
- Algorytmy żarłoczne, czyli przekąsić coś nadszedł już czas
  - Problem plecakowy, czyli niełatwe jest życie turysty piechura
  - Wydawanie reszty, czyli A nie ma pan drobnych? w praktyce
- Programowanie dynamiczne
  - Ciąg Fibonacciego
  - Równania z wieloma zmiennymi
  - Najdłuższa wspólna podsekwencja
  - Najdłuższy wspólny podłańcuch
- Heurystyczne techniki programowania
- Uwagi bibliograficzne
Rozdział 15. Algorytmy grafowe
- Definicje i pojęcia podstawowe
  - Etykiety i wartości
- Cykle w grafach
- Sposoby reprezentacji grafów
  - Reprezentacja tablicowa
  - Słowniki węzłów
  - Listy kontra zbiory
- Podstawowe operacje na grafach
  - Suma grafów
  - Kompozycja grafów
  - Graf do potęgi
- Algorytm Roya-Warshalla
- Algorytm Floyda-Warshalla
- Algorytm Dijkstry
- Algorytm Bellmana-Forda
- Drzewo rozpinające minimalne
  - Algorytm Kruskala
  - Algorytm Prima
- Przeszukiwanie grafów
  - Strategia w głąb (przeszukiwanie zstępujące)
  - Strategia wszerz
  - Inne strategie przeszukiwania
- Problem właściwego doboru
- Podsumowanie
- Zadania
  - Zadanie 1.
  - Zadanie 2.
  - Zadanie 3.
  - Zadanie 4.
Rozdział 16. Algorytmy numeryczne
- Poszukiwanie miejsc zerowych funkcji
- Iteracyjne obliczanie wartości funkcji
- Interpolacja funkcji metodą Lagrangea
- Różniczkowanie funkcji
- Całkowanie funkcji metodą Simpsona
- Biblioteki naukowe dla Javy
- Uwagi końcowe
Rozdział 17. Kodowanie i kompresja danych
- Kodowanie danych i arytmetyka dużych liczb
  - Metody prymitywne
  - Kodowanie symetryczne
  - Kodowanie asymetryczne
  - Obliczenia na bardzo dużych liczbach całkowitych
  - Klasa BigInteger
- Łamanie kodów
  - Jakość klucza szyfrującego
  - Metody łamania szyfrów
- Techniki kompresji danych
  - Kompresja za pomocą modelowania matematycznego
  - Kompresja metodą RLE
  - Kompresja danych metodą Huffmana
    - FAZA REDUKCJI (kierunek: w dół)
    - FAZA KONSTRUKCJI KODU (kierunek: w górę)
  - Kodowanie LZW
    - Przykład kodowania LZW
    - Przykład dekodowania LZW
    - Praktyczne użycie LZW w formacie GIF
Rozdział 18. Czy komputery mogą myśleć?
- Przegląd obszarów zainteresowań sztucznej inteligencji (SI)
  - Systemy eksperckie
  - Sieci neuronowe
- Reprezentacja problemów
  - Przykład 1.
  - Przykład 2.
  - Ćwiczenie 1.
- Gry dwuosobowe i drzewa gier
  - Algorytm min-max
Rozdział 19. Zadania różne
- Teksty zadań
  - Zadanie 1.
  - Zadanie 2.
  - Zadanie 3.
  - Zadanie 4.
  - Zadanie 5.
  - Zadanie 6.
  - Zadanie 7.
  - Zadanie 8.
  - Zadanie 9.
  - Zadanie 10.
  - Zadanie 11.
  - Zadanie 12.
- Rozwiązania
  - Zadanie 1.
  - Zadanie 3.
  - Zadanie 4.
  - Zadanie 10.
  - Zadanie 11.
Dodatek A Java szybki start
- Instalacja środowiska Java
- Środowiska IDE do Javy
- Konfiguracja środowiska Java
  - Systemy pochodne UNIX (np. Linux)
  - System Windows
- Kompilujemy program w Javie
- Pakiety w Javie
- Poznaj Javę w 5 minut!
  - Elementy języka Java na przykładach
  - Sterowanie przebiegiem programu
    - Instrukcja if else
    - Instrukcja wyboru (switch)
    - Iteracje
      - Pętla for
      - Pętle while
  - Konwersje typów i wprowadzanie danych
  - Operacje na plikach w Javie
  - Funkcje matematyczne w Javie
Literatura
Spis rysunków
Spis tabel

Tytuł: Algorytmy, struktury danych i techniki programowania dla programistów Java
Autor: Piotr Wróblewski
ISBN: 978-83-283-6222-2, 9788328362222
Data wydania: 2019-08-05
Format: Ebook
Identyfikator pozycji: algoja
Wydawca: Helion

wybór języka

Kategorie

Szczegóły ebooka

Opanuj Javę jak prawdziwy profesjonalista!

Rozwiązuj problemy programistyczne w Javie!