Restliche Funktionen

.vscode/tasks.json

@@ -0,0 +1,28 @@
+{
+    "tasks": [
+        {
+            "type": "cppbuild",
+            "label": "C/C++: gcc.exe build active file",
+            "command": "C:\\ProgramData\\mingw64\\mingw64\\bin\\gcc.exe",
+            "args": [
+                "-fdiagnostics-color=always",
+                "-g",
+                "${file}",
+                "-o",
+                "${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe"
+            ],
+            "options": {
+                "cwd": "${fileDirname}"
+            },
+            "problemMatcher": [
+                "$gcc"
+            ],
+            "group": {
+                "kind": "test",
+                "isDefault": true
+            },
+            "detail": "Task generated by Debugger."
+        }
+    ],
+    "version": "2.0.0"
+}

matrix.c

@@ -4,32 +4,139 @@
 
 // TODO Matrix-Funktionen implementieren
 
+/*
 Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
 {
-    
+   
+    Matrix result;
+
+    // Sonderfall: ungültige Dimensionen
+    if (rows == 0 || cols == 0)
+    {
+        result.rows = 0;
+        result.cols = 0;
+        result.buffer = NULL;
+        return result;
+    }
+
+    // Speicher für rows * cols Elemente vom Typ MatrixType reservieren
+    result.buffer = malloc(rows * cols * sizeof(MatrixType));
+
+    // Wenn malloc fehlschlägt, Matrix als leer zurückgeben
+    if (result.buffer == NULL)
+    {
+        result.rows = 0;
+        result.cols = 0;
+        return result;
+    }
+
+    // Erfolgreiche Initialisierung
+    result.rows = rows;
+    result.cols = cols;
+    return result;
 }
 
+*/
+
+// Erstellt eine neue Matrix mit gegebener Zeilen- und Spaltenanzahl
+Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
+{
+    Matrix matrix = {0, 0, NULL}; // Initialisierung mit leeren Werten
+    if (rows == 0 || cols == 0) return matrix; // Ungültige Dimensionen → leere Matrix zurückgeben
+
+    matrix.rows = rows;
+    matrix.cols = cols;
+    matrix.buffer = malloc(rows * cols * sizeof(MatrixType)); // Speicher für die Matrixdaten reservieren
+
+    if (matrix.buffer == NULL) { // Falls Speicherreservierung fehlschlägt
+        matrix.rows = 0;
+        matrix.cols = 0;
+    }
+
+    return matrix;
+}
+
+// Gibt den Speicher einer Matrix frei und setzt die Werte auf Null
 void clearMatrix(Matrix *matrix)
 {
-    
+    if (matrix->buffer != NULL) {
+        free(matrix->buffer); // Speicher freigeben
+        matrix->buffer = NULL;
+    }
+    matrix->rows = 0;
+    matrix->cols = 0;
 }
 
+// Setzt einen Wert an eine bestimmte Position in der Matrix
 void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
 {
-    
+    if (rowIdx >= matrix.rows || colIdx >= matrix.cols || matrix.buffer == NULL) return;
+    matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx] = value; // Indexberechnung: Zeile * Spaltenanzahl + Spalte
 }
 
+// Gibt den Wert an einer bestimmten Position zurück
 MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
 {
-    
+    if (rowIdx >= matrix.rows || colIdx >= matrix.cols || matrix.buffer == NULL)
+        return UNDEFINED_MATRIX_VALUE; // Rückgabe eines Standardwerts bei ungültigem Zugriff
+    return matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx];
 }
 
+// Addiert zwei Matrizen miteinander (entweder elementweise oder mit Broadcasting)
 Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
 {
-    
+    Matrix result = {0, 0, NULL};
+
+    // Elementweise Addition: gleiche Dimensionen
+    if (matrix1.rows == matrix2.rows && matrix1.cols == matrix2.cols) {
+        result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
+        if (result.buffer == NULL) return result;
+
+        for (unsigned int i = 0; i < matrix1.rows * matrix1.cols; ++i)
+            result.buffer[i] = matrix1.buffer[i] + matrix2.buffer[i];
+
+        return result;
+    }
+
+    // Broadcasting: eine Matrix hat nur eine Spalte (Spaltenvektor)
+    if (matrix1.rows == matrix2.rows && (matrix1.cols == 1 || matrix2.cols == 1)) {
+        Matrix matrix = matrix1.cols == 1 ? matrix1 : matrix2; // Vektor
+        Matrix other = matrix1.cols == 1 ? matrix2 : matrix1;  // Matrix
+
+        result = createMatrix(other.rows, other.cols);
+        if (result.buffer == NULL) return result;
+
+        for (unsigned int r = 0; r < other.rows; ++r) {
+            MatrixType val = matrix.buffer[r]; // Wert aus dem Vektor
+            for (unsigned int c = 0; c < other.cols; ++c)
+                result.buffer[r * other.cols + c] = other.buffer[r * other.cols + c] + val;
+        }
+        return result;
+    }
+
+    return result; // Rückgabe einer leeren Matrix bei inkompatiblen Dimensionen
 }
 
+// Multipliziert zwei Matrizen miteinander (Matrixmultiplikation)
 Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
 {
-    
+    Matrix result = {0, 0, NULL};
+
+    if (matrix1.cols != matrix2.rows) return result; // Dimensionen müssen passen: A.cols == B.rows
+
+    result = createMatrix(matrix1.rows, matrix2.cols);
+    if (result.buffer == NULL) return result;
+
+    // Matrixmultiplikation: Zeile von A mit Spalte von B multiplizieren
+    for (unsigned int i = 0; i < matrix1.rows; ++i) {
+        for (unsigned int j = 0; j < matrix2.cols; ++j) {
+            MatrixType sum = 0;
+            for (unsigned int k = 0; k < matrix1.cols; ++k) {
+                sum += getMatrixAt(matrix1, i, k) * getMatrixAt(matrix2, k, j);
+            }
+            setMatrixAt(sum, result, i, j);
+        }
+    }
+
+    return result;
 }

matrix.h

@@ -6,6 +6,7 @@
 typedef float MatrixType;
 
 // TODO Matrixtyp definieren
+// *****************************************************
 typedef struct {
     unsigned int rows;
     unsigned int cols;