27.11
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b488c5bf55
commit
a8f0d781b7
13
Notizen.c
Normal file
13
Notizen.c
Normal file
@ -0,0 +1,13 @@
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//neuralNetwork.c - BalckBox - Erkennung der Zahlen
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//ImageInput.c - // TODO Implementieren Sie geeignete Hilfsfunktionen für das Lesen der Bildserie aus einer Datei
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// TODO Vervollständigen Sie die Funktion readImages unter Benutzung Ihrer Hilfsfunktionen
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// TODO Vervollständigen Sie die Funktion clearSeries, welche eine Bildserie vollständig aus dem Speicher freigibt
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// Patric Viebcodet
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// matrix.c - // TODO Matrix-Funktionen implementieren - Sven die letzen 3, Felix die ersten 3
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//
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//
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130
matrix.c
130
matrix.c
@ -6,30 +6,146 @@
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Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
|
Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
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||||||
{
|
{
|
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|
Matrix m;
|
||||||
|
|
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|
if (rows == 0 || cols == 0)
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|
{
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|
m.rows = 0;
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|
m.cols = 0;
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|
m.buffer = NULL;
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return m;
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}
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|
m.rows = rows;
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|
m.cols = cols;
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m.buffer = (MatrixType *)calloc(rows * cols, sizeof(MatrixType));
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return m;
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}
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}
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void clearMatrix(Matrix *matrix)
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void clearMatrix(Matrix *matrix)
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||||||
{
|
{
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if (matrix != NULL)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (matrix->buffer != NULL)
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||||||
|
{
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|
free(matrix->buffer);
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|
matrix->buffer = NULL;
|
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|
}
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|
matrix->rows = 0;
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|
matrix->cols = 0;
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|
}
|
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}
|
}
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||||||
void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
|
void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
if (matrix.buffer != NULL)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (rowIdx < matrix.rows && colIdx < matrix.cols)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx] = value;
|
||||||
|
}
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|
}
|
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}
|
}
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||||||
MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
|
MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
if (matrix.buffer == NULL || rowIdx >= matrix.rows || colIdx >= matrix.cols)
|
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|
{
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|
return UNDEFINED_MATRIX_VALUE;
|
||||||
|
}
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|
return matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx];
|
||||||
}
|
}
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|
|
||||||
Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
|
Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
Matrix result;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (matrix1.buffer == NULL || matrix2.buffer == NULL || matrix1.rows != matrix2.rows)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result.rows = 0;
|
||||||
|
result.cols = 0;
|
||||||
|
result.buffer = NULL;
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (matrix1.cols == matrix2.cols)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < matrix1.rows; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < matrix1.cols; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MatrixType value = getMatrixAt(matrix1, i, j) + getMatrixAt(matrix2, i, j);
|
||||||
|
setMatrixAt(value, result, i, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (matrix1.cols == 1 && matrix2.cols > 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result = createMatrix(matrix1.rows, matrix2.cols);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < matrix1.rows; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < matrix2.cols; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MatrixType value = getMatrixAt(matrix1, i, 0) + getMatrixAt(matrix2, i, j);
|
||||||
|
setMatrixAt(value, result, i, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (matrix2.cols == 1 && matrix1.cols > 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < matrix1.rows; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < matrix1.cols; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MatrixType value = getMatrixAt(matrix1, i, j) + getMatrixAt(matrix2, i, 0);
|
||||||
|
setMatrixAt(value, result, i, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//Fall: Unterschiedliche Spaltenanzahl, beide ungleich 1
|
||||||
|
result.rows = 0;
|
||||||
|
result.cols = 0;
|
||||||
|
result.buffer = NULL;
|
||||||
|
return result;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
|
Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
Matrix result;
|
||||||
}
|
|
||||||
|
if (matrix1.buffer == NULL || matrix2.buffer == NULL || matrix1.cols != matrix2.rows)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result.rows = 0;
|
||||||
|
result.cols = 0;
|
||||||
|
result.buffer = NULL;
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
result = createMatrix(matrix1.rows, matrix2.cols);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < matrix1.rows; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < matrix2.cols; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MatrixType sum = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int k = 0; k < matrix1.cols; k++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
sum += getMatrixAt(matrix1, i, k) * getMatrixAt(matrix2, k, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
setMatrixAt(sum, result, i, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|||||||
15
matrix.h
15
matrix.h
@ -1,13 +1,19 @@
|
|||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifndef MATRIX_H
|
#ifndef MATRIX_H
|
||||||
#define MATRIX_H
|
#define MATRIX_H
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||||||
|
|
||||||
#define UNDEFINED_MATRIX_VALUE 0
|
#define UNDEFINED_MATRIX_VALUE 0
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||||||
|
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||||||
typedef float MatrixType;
|
typedef float MatrixType;
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||||||
// TODO Matrixtyp definieren
|
// Definition des Matrix-Typs
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|
typedef struct {
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|
unsigned int rows;
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||||||
|
unsigned int cols;
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||||||
|
MatrixType *buffer; // dynamisch allokiertes Array
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||||||
|
} Matrix;
|
||||||
|
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||||||
|
// Funktionsdeklarationen
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||||||
Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols);
|
Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols);
|
||||||
void clearMatrix(Matrix *matrix);
|
void clearMatrix(Matrix *matrix);
|
||||||
void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx);
|
void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx);
|
||||||
@ -15,5 +21,4 @@ MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int co
|
|||||||
Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2);
|
Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2);
|
||||||
Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2);
|
Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2);
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
||||||
#endif
|
|
||||||
151
matrix_neu.c
Normal file
151
matrix_neu.c
Normal file
@ -0,0 +1,151 @@
|
|||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
#include "matrix.h"
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||||||
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|
||||||
|
// TODO Matrix-Funktionen implementieren
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|
Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
|
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|
{
|
||||||
|
Matrix m;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (rows == 0 || cols == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
m.rows = 0;
|
||||||
|
m.cols = 0;
|
||||||
|
m.buffer = NULL;
|
||||||
|
return m;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
m.rows = rows;
|
||||||
|
m.cols = cols;
|
||||||
|
m.buffer = (MatrixType *)calloc(rows * cols, sizeof(MatrixType));
|
||||||
|
|
||||||
|
return m;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void clearMatrix(Matrix *matrix)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (matrix != NULL)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (matrix->buffer != NULL)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
free(matrix->buffer);
|
||||||
|
matrix->buffer = NULL;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
matrix->rows = 0;
|
||||||
|
matrix->cols = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (matrix.buffer != NULL)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (rowIdx < matrix.rows && colIdx < matrix.cols)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx] = value;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (matrix.buffer == NULL || rowIdx >= matrix.rows || colIdx >= matrix.cols)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return UNDEFINED_MATRIX_VALUE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Matrix result;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (matrix1.buffer == NULL || matrix2.buffer == NULL || matrix1.rows != matrix2.rows)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result.rows = 0;
|
||||||
|
result.cols = 0;
|
||||||
|
result.buffer = NULL;
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (matrix1.cols == matrix2.cols)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < matrix1.rows; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < matrix1.cols; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MatrixType value = getMatrixAt(matrix1, i, j) + getMatrixAt(matrix2, i, j);
|
||||||
|
setMatrixAt(value, result, i, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (matrix1.cols == 1 && matrix2.cols > 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result = createMatrix(matrix1.rows, matrix2.cols);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < matrix1.rows; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < matrix2.cols; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MatrixType value = getMatrixAt(matrix1, i, 0) + getMatrixAt(matrix2, i, j);
|
||||||
|
setMatrixAt(value, result, i, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (matrix2.cols == 1 && matrix1.cols > 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < matrix1.rows; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < matrix1.cols; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MatrixType value = getMatrixAt(matrix1, i, j) + getMatrixAt(matrix2, i, 0);
|
||||||
|
setMatrixAt(value, result, i, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//Fall: Unterschiedliche Spaltenanzahl, beide ungleich 1
|
||||||
|
result.rows = 0;
|
||||||
|
result.cols = 0;
|
||||||
|
result.buffer = NULL;
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Matrix result;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (matrix1.buffer == NULL || matrix2.buffer == NULL || matrix1.cols != matrix2.rows)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result.rows = 0;
|
||||||
|
result.cols = 0;
|
||||||
|
result.buffer = NULL;
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
result = createMatrix(matrix1.rows, matrix2.cols);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < matrix1.rows; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < matrix2.cols; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MatrixType sum = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int k = 0; k < matrix1.cols; k++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
sum += getMatrixAt(matrix1, i, k) * getMatrixAt(matrix2, k, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
setMatrixAt(sum, result, i, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
107
test.c
Normal file
107
test.c
Normal file
@ -0,0 +1,107 @@
|
|||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
#include "matrix.h"
|
||||||
|
Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols) {
|
||||||
|
Matrix m;
|
||||||
|
if (rows == 0 || cols == 0) {
|
||||||
|
m.rows = 0;
|
||||||
|
m.cols = 0;
|
||||||
|
m.buffer = NULL;
|
||||||
|
return m;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
m.rows = rows;
|
||||||
|
m.cols = cols;
|
||||||
|
m.buffer = (MatrixType *)malloc(rows * cols * sizeof(MatrixType));
|
||||||
|
if (m.buffer == NULL) {
|
||||||
|
fprintf(stderr, "Fehler: Speicher konnte nicht allokiert werden.\n");
|
||||||
|
m.rows = m.cols = 0;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
for (unsigned int i = 0; i < rows * cols; i++) {
|
||||||
|
m.buffer[i] = UNDEFINED_MATRIX_VALUE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return m;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void clearMatrix(Matrix *matrix) {
|
||||||
|
if (matrix->buffer != NULL) {
|
||||||
|
free(matrix->buffer);
|
||||||
|
matrix->buffer = NULL;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
matrix->rows = 0;
|
||||||
|
matrix->cols = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx) {
|
||||||
|
if (rowIdx < matrix.rows && colIdx < matrix.cols) {
|
||||||
|
matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx] = value;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx) {
|
||||||
|
if (rowIdx < matrix.rows && colIdx < matrix.cols) {
|
||||||
|
return matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return UNDEFINED_MATRIX_VALUE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2) {
|
||||||
|
Matrix result = {0, 0, NULL};
|
||||||
|
|
||||||
|
// Prüfe Dimensionen und Broadcasting
|
||||||
|
if ((matrix1.rows == matrix2.rows && matrix1.cols == matrix2.cols) ||
|
||||||
|
(matrix1.rows == matrix2.rows && matrix2.cols == 1) ||
|
||||||
|
(matrix1.cols == matrix2.cols && matrix2.rows == 1) ||
|
||||||
|
(matrix2.rows == matrix1.rows && matrix1.cols == 1) ||
|
||||||
|
(matrix2.cols == matrix1.cols && matrix1.rows == 1)) {
|
||||||
|
|
||||||
|
result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (unsigned int i = 0; i < matrix1.rows; i++) {
|
||||||
|
for (unsigned int j = 0; j < matrix1.cols; j++) {
|
||||||
|
MatrixType val1 = getMatrixAt(matrix1, i, j);
|
||||||
|
MatrixType val2;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Broadcasting
|
||||||
|
if (matrix2.rows == matrix1.rows && matrix2.cols == matrix1.cols) {
|
||||||
|
val2 = getMatrixAt(matrix2, i, j);
|
||||||
|
} else if (matrix2.rows == matrix1.rows && matrix2.cols == 1) {
|
||||||
|
val2 = getMatrixAt(matrix2, i, 0);
|
||||||
|
} else if (matrix2.rows == 1 && matrix2.cols == matrix1.cols) {
|
||||||
|
val2 = getMatrixAt(matrix2, 0, j);
|
||||||
|
} else if (matrix1.rows == matrix2.rows && matrix1.cols == 1) {
|
||||||
|
val2 = getMatrixAt(matrix2, i, 0);
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} else if (matrix1.rows == 1 && matrix1.cols == matrix2.cols) {
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val2 = getMatrixAt(matrix2, 0, j);
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} else {
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val2 = UNDEFINED_MATRIX_VALUE;
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}
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setMatrixAt(val1 + val2, result, i, j);
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}
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}
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}
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return result;
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}
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Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2) {
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Matrix result = {0, 0, NULL};
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if (matrix1.cols != matrix2.rows) {
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return result; // inkompatible Dimensionen
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}
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result = createMatrix(matrix1.rows, matrix2.cols);
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for (unsigned int i = 0; i < matrix1.rows; i++) {
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||||||
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for (unsigned int j = 0; j < matrix2.cols; j++) {
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MatrixType sum = 0;
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for (unsigned int k = 0; k < matrix1.cols; k++) {
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sum += getMatrixAt(matrix1, i, k) * getMatrixAt(matrix2, k, j);
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}
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setMatrixAt(sum, result, i, j);
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}
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}
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return result;
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|
}
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24
test.h
Normal file
24
test.h
Normal file
@ -0,0 +1,24 @@
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#ifndef MATRIX_H
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#define MATRIX_H
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#define UNDEFINED_MATRIX_VALUE 0
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typedef float MatrixType;
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// Definition des Matrix-Typs
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typedef struct {
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unsigned int rows;
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unsigned int cols;
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MatrixType *buffer; // dynamisch allokiertes Array
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} Matrix;
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// Funktionsdeklarationen
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Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols);
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void clearMatrix(Matrix *matrix);
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void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx);
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MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx);
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Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2);
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Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2);
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#endif
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