
- •Что я должен предварительно знать?
- •Какая версия Delphi мне нужна?
- •Что и где я могу найти в книге, или, другими словами, из чего состоит эта книга?
- •Глава 11 сконцентрирована вокруг нескольких технологий сжатия. Подробно рассматриваются такие алгоритмы сжатия, как Шеннона‑Фано, Хаффмана, с применением скошенного дерева и lz77.
- •От изготовителя fb2.
- •Благодарности
- •Глава 1. Что такое алгоритм?
- •Что такое алгоритм?
- •Анализ алгоритмов
- •О‑нотация
- •Лучший, средний и худший случаи
- •Алгоритмы и платформы
- •Виртуальная память и страничная организация памяти
- •Пробуксовка
- •Локальность ссылок
- •Кэш процессора
- •Выравнивание данных
- •Пространство или время
- •Длинные строки
- •Использование ключевого слова const
- •Осторожность в отношении автоматического преобразования типов
- •Тестирование и отладка
- •Утверждения
- •Комментарии
- •Протоколирование
- •Трассировка
- •Анализ покрытия
- •Тестирование модулей
- •Отладка
- •Глава 2. Массивы.
- •Массивы
- •Типы массивов в Delphi
- •Стандартные массивы
- •Динамические массивы
- •Новые динамические массивы
- •Класс tList, массив указателей
- •Краткий обзор класса tList
- •Класс TtdObjectList
- •Массивы на диске
- •Глава 3. Связные списки, стеки и очереди
- •Односвязные списки
- •Узлы связного списка
- •Создание односвязного списка
- •Вставка и удаление элементов в односвязном списке
- •Соображения по поводу эффективности
- •Использование начального узла
- •Использование диспетчера узлов
- •Класс односвязного списка
- •Двухсвязные списки
- •Вставка и удаление элементов в двухсвязном списке
- •Использование начального и конечного узлов
- •Использование диспетчера узлов
- •Класс двухсвязного списка
- •Достоинства и недостатки связных списков
- •Стеки на основе односвязных списков
- •Стеки на основе массивов
- •Пример использования стека
- •Очереди
- •Очереди на основе односвязных списков
- •Очереди на основе массивов
- •Глава 4. Поиск.
- •Процедуры сравнения
- •Последовательный поиск
- •Массивы
- •Связные списки
- •Бинарный поиск
- •Массивы
- •Связные списки
- •Вставка элемента в отсортированный контейнер
- •Глава 5. Сортировка
- •Алгоритмы сортировки
- •Тасование массива tList
- •Основы сортировки
- •Самые медленные алгоритмы сортировки
- •Пузырьковая сортировка
- •Шейкер‑сортировка
- •Сортировка методом выбора
- •Сортировка методом вставок
- •Быстрые алгоритмы сортировки
- •Сортировка методом Шелла
- •Сортировка методом прочесывания
- •Самые быстрые алгоритмы сортировки
- •Сортировка слиянием
- •Быстрая сортировка
- •Сортировка слиянием для связных списков
- •Глава 6. Рандомизированные алгоритмы.
- •Генерация случайных чисел
- •Критерий хи‑квадрат
- •Метод средних квадратов
- •Линейный конгруэнтный метод
- •Тестирование
- •Тест на однородность
- •Тест на пропуски
- •Тест "покер"
- •Тест "сбор купонов"
- •Результаты выполнения тестов
- •Комбинирование генераторов
- •Аддитивные генераторы
- •Тасующие генераторы
- •Выводы по алгоритмам генерации случайных чисел
- •Другие распределения случайных чисел
- •Списки с пропусками
- •Поиск в списке с пропусками
- •Вставка в список с пропусками
- •Удаление из списка с пропусками
- •Полная реализация класса связного списка
- •Глава 7. Хеширование и хеш‑таблицы
- •Функции хеширования
- •Простая функция хеширования для строк
- •Функции хеширования pjw
- •Разрешение конфликтов посредством линейного зондирования
- •Преимущества и недостатки линейного зондирования
- •Удаление элементов из хеш‑таблицы с линейным зондированием
- •Класс хеш‑таблиц с линейным зондированием
- •Другие схемы открытой адресации
- •Квадратичное зондирование
- •Псевдослучайное зондирование
- •Двойное хеширование
- •Разрешение конфликтов посредством связывания
- •Преимущества и недостатки связывания
- •Класс связных хеш‑таблиц
- •Разрешение конфликтов посредством группирования
- •Хеш‑таблицы на диске
- •Расширяемое хеширование
- •Глава 8. Бинарные деревья.
- •Создание бинарного дерева
- •Вставка и удаление с использованием бинарного дерева
- •Перемещение по бинарному дереву
- •Обход в ширину, симметричный обход и обход в глубину
- •Обход по уровням
- •Реализация класса бинарных деревьев
- •Деревья бинарного поиска
- •Вставка в дереве бинарного поиска
- •Удаление из дерева бинарного поиска
- •Реализация класса дерева бинарного поиска
- •Перекомпоновка дерева бинарного поиска
- •Скошенные деревья
- •Реализация класса скошенного дерева
- •Красно‑черные деревья
- •Вставка в красно‑черное дерево
- •Удаление из красно‑черного дерева
- •Глава 9. Очереди по приоритету и пирамидальная сортировка.
- •Очередь по приоритету
- •Первая простая реализация
- •Вторая простая реализация
- •Сортирующее дерево
- •Вставка в сортирующее дерево
- •Удаление из сортирующего дерева
- •Реализация очереди по приоритету при помощи сортирующего дерева
- •Пирамидальная сортировка
- •Алгоритм Флойда
- •Завершение пирамидальной сортировки
- •Расширение очереди по приоритету
- •Восстановление свойства пирамидальное
- •Отыскание произвольного элемента в сортирующем дереве
- •Реализация расширенной очереди по приоритету
- •Глава 10. Конечные автоматы и регулярные выражения.
- •Конечные автоматы
- •Использование конечного автомата: синтаксический анализ
- •Синтаксический анализ файлов с разделяющими запятыми
- •Детерминированные и недетерминированные конечные автоматы
- •Регулярные выражения
- •Использование регулярных выражений
- •Синтаксический анализ регулярных выражений
- •Компиляция регулярных выражений
- •Сопоставление строк с регулярными выражениями
- •Глава 11. Сжатие данных.
- •Представление данных
- •Сжатие данных
- •Типы сжатия
- •Потоки битов
- •Сжатие с минимальной избыточностью
- •Кодирование Шеннона‑Фано
- •Кодирование Хаффмана
- •Кодирование с использованием скошенного дерева
- •Сжатие с использованием словаря
- •Описание сжатия lz77
- •Особенности кодирования литеральных символов и пар расстояние/длина
- •Восстановление с применением алгоритма lz77
- •Сжатие lz77
- •Глава 12. Дополнительные темы.
- •Алгоритм считывания‑записи
- •Алгоритм производителей‑потребителей
- •Модель с одним производителем и одним потребителем
- •Модель с одним производителем и несколькими потребителями
- •Поиск различий между двумя файлами
- •Вычисление lcs двух строк
- •Вычисление lcs двух файлов
- •Список литературы
Благодарности
Любую книгу готовит далеко не один человек, и, естественно, эта ‑ не исключение. Есть очень много людей, без усилий которых эта книга так и не увидела бы свет. Я хотел бы представить этих людей в, так сказать, исторической последовательности, последовательности, в соответствие с которой они оказывали на меня свое благотворное влияние.
С первыми двумя джентльменами, к сожалению, я никогда не разговаривал лично и не встречался, однако это те люди, которые до сих пор держат мои глаза широко открытыми и постоянно питают мой энтузиазм в безбрежном мире алгоритмов. Если бы не они, кто знает, где бы я был сейчас и чем бы занимался. Я имею в виду Дональда Кнута (Donald Knuth) (www.es.staff.stanford/edu/‑knuth/) и Роберта Седжвика (Robert Sedgewick) (www.cs.princeton.edu/‑rs/). В действительности, книга Седжвика, посвященная алгоритмам [20], как раз и сподвигла меня на начало моей творческой деятельности. Это была первая книга подобного рода, которую я даже решился приобрести, причем в то время я только‑только вникал в программирование на Turbo Pascal. Дональд Кнут вообще не требует какого‑либо представления. Его поистине великолепные труды [11, 12, 13] по‑прежнему находятся на верхушке всего дерева алгоритмов; впервые я воспользовался этой книгой во время учебы в Королевском колледже Лондонского университета при получении степени бакалавра по математике.
Несколько лет спустя, следующим человеком, кому я хотел бы выразить свою благодарность, стал Ким Кокконен (Kim Kokkonen). Он предоставил мне работу в компании TurboPower Software (www.turbopower.com) и дал мне возможность настолько досконально изучить компьютерные науки, насколько я даже не мог и мечтать. Хочу поблагодарить также и всех сотрудников компании TurboPower Software, а также тех ее клиентов, которых я знал на протяжении многих лет. Благодарю Роберта Делросси (Rober DelRossi), президента TurboPower Software, за поощрение всех моих начинаний.
Следующей идет маленькая компания, к сожалению, ныне не работающая, которая называлась Natural Systems. В 1993 году эта компания выпустила продукт под названием Data Structures for Turbo Pascal (Структуры данных для Turbo Pascal). Я купил этот продукт, и, по моему мнению, это было не особенно удачное приобретение. О да, продукт работал неплохо, однако я не был согласен ни с его дизайном, ни с реализацией, кроме того, скорость функционирования оставляла желать лучшего. Именно этот продукт побудил меня написать собственную бесплатную библиотеку EZSTRUCS для Turbo Pascal 7, от которой, собственно и пошла моя хорошо известная бесплатная библиотека структур данных для Delphi.
Эти усилия были первым проблеском моего действительного понимания структур данных, поскольку зачастую понимание полностью съедается необходимостью быстрой сдачи работы.
Хочу выразить благодарность Крису Фризелду (Chris Frizell), редактору и владельцу журнала The Delphi Magazine (www.thedelphimagazine.com). Он как в воду глядел, предоставив мне возможность обсудить множество алгоритмов на страницах его поистине бесценного журнала, в конечном итоге отдав мне отдельную ежемесячную колонку Algorithms Affresco. Без его содействия и поддержки эта книга могла бы и не появиться, во всяком случае, даже если бы она и появилась, она бы уж точно была намного хуже. Я настоятельно рекомендую всем разработчикам подписаться на журнал The Delphi Magazine, поскольку, по моему мнению, он был, есть и будет наиболее глубоким, фундаментальным и серьезным периодическим изданием для широчайшего круга программистов на Delphi. Спасибо всем читателям моей колонки за их суждения и комментарии.
Под занавес, я хотел бы поблагодарить всех сотрудников издательства Wordware (www.wordware.com), в том числе моих редакторов, издателя Джима Хилла (Jim Hill) и выпускающего редактора Вес Беквис (Wes Beckwith). Джим поначалу был несколько обескуражен моим предложением издать книгу, посвященную алгоритмам, однако он очень быстро проникся моими идеями и оказывал всемерную поддержку на протяжении всего времени подготовки книги. Кроме того, я хочу выразить самые теплые благодарности научным редакторам: Стиву Тексейра (Steve Teixeira), одному их авторов Delphi X Developer's Guide, и моему другу Энтону Паррису (Anton Parris).
И, в заключение, хочу выразить благодарность и еще раз признаться в любви своей жене, Донне (вот кто был основной движущей силой, постоянно побуждающей меня к работе над книгой). Без ее любви, энтузиазма и поощрения я не смог бы прожить все эти годы. Спасибо тебе, любящее сердце. Ты знаешь, что рядом с тобой бьется второе такое же!
Джулиан М. Бакнелл
Колорадо Спрингс,
апрель, 1999 года ‑ февраль 2001 года