Algorithmen und Programmierung 2 at Fachhochschule Dortmund

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Datenstruktur (i. Allg.)

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konkreter Datentyp

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Datentyp

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typische dynamische Datenstrukturen

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dynamische Datenstrukturen

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Wofür spezifische Algorithmen

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Abstrakter Datentyp (ADT)

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unvollständig implementierter konkreter Datentyp /
unvollständig implementierte Datenstruktur

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vollständig implementierter konkreter Datentyp /
vollständig implementierte Datenstruktur (i. Allg.)

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Datenstruktur i.e.S.


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Statische Datenstruktur i.e.S.

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dynamische Datenstruktur i.e.S.


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Algorithmen und Programmierung 2

Datenstruktur (i. Allg.)

= konkreter Datentyp =
vollständige Implementierung
eines abstrakten Datentyps (ADT)

Algorithmen und Programmierung 2

konkreter Datentyp

vollständige Implementierung
eines abstrakten Datentyps (ADT)

Algorithmen und Programmierung 2

Datentyp

Zusammenfassung von
Wertebereichen und Operationen
zu einer Einheit

Algorithmen und Programmierung 2

typische dynamische Datenstrukturen

- Listen (verschiedene Arten)
- Bäume (verschiedene Arten)

Algorithmen und Programmierung 2

dynamische Datenstrukturen

Umfang (+ Struktur) der Daten
kann sich zur Laufzeit
verändern

Algorithmen und Programmierung 2

Wofür spezifische Algorithmen

Wahl der Datenstruktur
beeinflusst Algorithmen der Operationen

Algorithmen und Programmierung 2

Abstrakter Datentyp (ADT)

• Fokus auf die Operationen
• ADT definiert Operationen eines Datentyps ohne irgendwelche Festlegungen zur Implementierung zu machen, d.h.:
- weder zu der Datenorganisation
- noch zu den Algorithmen zur Realisierung der Operationen
- nach außen sichtbar sind nur die Signaturen und Rückgabetypen der Operationen
- praktisch umsetzbar durch Schnittstellen / Interfaces


• ADT beschreibt aber Eigenschaften der Operationen
- in der Praxis über Dokumentation oder Zusicherungen, letztere z.B. als UnitTests
- formal über Gesetzte (Axiome), die sich in der Praxis auch als UnitTests formulieren lassen

Algorithmen und Programmierung 2

unvollständig implementierter konkreter Datentyp /
unvollständig implementierte Datenstruktur

abstrakte Klasse

Algorithmen und Programmierung 2

vollständig implementierter konkreter Datentyp /
vollständig implementierte Datenstruktur (i. Allg.)

• (konkrete) Klasse; Klassen als Typen
• Kapselung: Zusammenfassung von Daten und Operationen in eine Einheit, unterstützt vom Geheimnisprinzip: nur die
Operationen – nicht die Daten – sind von außen sichtbar

Algorithmen und Programmierung 2

Datenstruktur i.e.S.


konkreter Datentyp, der ‚nur‘ 3 Arten von Operationen anbietet
o
Operationen zum Aufbau (zusammengesetzter) Wertebereiche
(Typkonstruktoren)
o Zugriffsoperationen auf Teile der zusammengesetzten Werte
o Operationen zum Prüfen von Elementbeziehungen

Algorithmen und Programmierung 2

Statische Datenstruktur i.e.S.

• Struktur und Umfang eines Wertes zur Lebenszeit nicht änderbar, z.B.
• homogenes kartesisches Produkt → Felder
• heterogenes kartesisches Produkt → Verbund, Grundlage für Klassen

Algorithmen und Programmierung 2

dynamische Datenstruktur i.e.S.



• Struktur und Umfang eines Wertes zur Lebenszeit änderbar


• mathematisches Strukturierungsprinzip:
Rekursion → erlaubt Bildung potenziell unendlicher Werte


• Implementierungsebene: Referenzen oder Zeigertypen, so dass Werte eines Datentyps auf andere Werte desselben Datentyps verweisen können. Es entstehen Datengeflechte.

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