Merge pull request 'main' (#2) from main into MM_Branch

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Moritz Mueller 2025-12-11 11:23:14 +00:00
commit 9a9f0d6bb1
20 changed files with 433 additions and 137 deletions

40
.vscode/launch.json vendored Normal file
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@ -0,0 +1,40 @@
{
// Use IntelliSense to learn about possible attributes.
// Hover to view descriptions of existing attributes.
// For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
"version": "0.2.0",
"configurations": [
{
"name": "Debug test_stack",
"type": "cppdbg",
"request": "launch",
"program": "${workspaceFolder}/test_stack.exe",
"cwd": "${workspaceFolder}",
"MIMode": "gdb",
"miDebuggerPath": "C:/ProgramData/mingw64/mingw64/bin/gdb.exe",
"preLaunchTask": "Build via Makefile"
},
{
"name": "Debug test_numbers",
"type": "cppdbg",
"request": "launch",
"program": "${workspaceFolder}/test_numbers.exe",
"cwd": "${workspaceFolder}",
"MIMode": "gdb",
"miDebuggerPath": "C:/ProgramData/mingw64/mingw64/bin/gdb.exe",
"preLaunchTask": "Build via Makefile"
},
{
"name": "Debug test_bintree",
"type": "cppdbg",
"request": "launch",
"program": "${workspaceFolder}/test_bintree.exe",
"cwd": "${workspaceFolder}",
"MIMode": "gdb",
"miDebuggerPath": "C:/ProgramData/mingw64/mingw64/bin/gdb.exe",
"preLaunchTask": "Build via Makefile"
}
]
}

27
.vscode/tasks.json vendored Normal file
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@ -0,0 +1,27 @@
{
"version": "2.0.0",
"tasks": [
{
"label": "Build via Makefile",
"type": "shell",
"command": "mingw32-make",
"args": ["${input:target}"],
"options": {
"cwd": "${workspaceFolder}"
},
"group": {
"kind": "build",
"isDefault": true
},
"problemMatcher": "$gcc"
}
],
"inputs": [
{
"id": "target",
"type": "pickString",
"description": "Welches Makefile-Target soll gebaut werden?",
"options": ["test_stack", "test_numbers", "test_bintree", "doble", "unitTests"]
}
]
}

163
bintree.c
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@ -1,111 +1,148 @@
#include <stdlib.h> #include <stdlib.h>
#include <string.h> #include <string.h>
#include "stack.h" #include "stack.h"
#include "bintree.h" #include "bintree.h"
// internal helper to push node and all its left descendants onto iterator stack /*
static void bintree_pushLefts(StackNode **iterStackPtr, TreeNode *n) Schiebt einen Knoten und alle seine linken Nachfolger
(entlang der "linken Kante") auf den Iterator-Stack.
iterStackPtr: Zeiger auf den Top-Zeiger des Stacks (LIFO) für die Wiederholung
knoten: aktueller Startknoten, dessen linke Kette abgelegt wird
*/
static void bintree_pushLefts(StackNode **iterStackPtr, TreeNode *knoten)
{ {
while(n != NULL) while (knoten != NULL)
{ {
*iterStackPtr = push(*iterStackPtr, n); *iterStackPtr = push(*iterStackPtr, knoten); // aktuellen Knoten oben auf den Stack legen
n = n->left; knoten = knoten->left; // zum linken Kind weiterlaufen
} }
} }
// Adds a copy of data's pointer destination to the tree using compareFct for ordering. Accepts duplicates /*
// if isDuplicate is NULL, otherwise ignores duplicates and sets isDuplicate to 1 (or to 0 if a new entry is added). Fügt eine Kopie der Daten (Speicherbereich von 'data' mit Länge 'dataSize') in den Baum ein.
TreeNode *addToTree(TreeNode *root, const void *data, size_t dataSize, CompareFctType compareFct, int *isDuplicate) Die Ordnung wird über 'compareFct' festgelegt.
Duplikate:
- Wenn 'isDuplicate' != NULL übergeben wird: Duplikate werden NICHT eingefügt,
stattdessen wird *isDuplicate = 1 gesetzt (bei neuem Eintrag = 0).
- Wenn 'isDuplicate' == NULL: Duplikate SIND erlaubt; der Duplikat-Eintrag
wird in den rechten Teilbaum eingefügt.
Rückgabe:
- Zeiger auf die (ggf. unveränderte oder neue) Wurzel des Teilbaums.
- NULL bei Speicherfehlern beim Anlegen des ersten Knotens.
*/
TreeNode *addToTree(TreeNode *wurzel,
const void *daten,
size_t datenGroesse,
CompareFctType vergleichFkt,
int *istDuplikat)
{ {
if(isDuplicate != NULL) // Standardmäßig annehmen: kein Duplikat (falls Ausgabefeld vorhanden)
*isDuplicate = 0; if (istDuplikat != NULL)
*istDuplikat = 0;
if(root == NULL) // Leerer Baum/Teilbaum: neuen Knoten erzeugen
if (wurzel == NULL)
{ {
TreeNode *node = (TreeNode *)malloc(sizeof(TreeNode)); TreeNode *neuerKnoten = (TreeNode *)malloc(sizeof(TreeNode));
if(node == NULL) if (neuerKnoten == NULL)
return NULL; return NULL; // Speicherfehler
node->data = malloc(dataSize);
if(node->data == NULL) neuerKnoten->data = malloc(datenGroesse);
if (neuerKnoten->data == NULL)
{ {
free(node); free(neuerKnoten);
return NULL; return NULL; // Speicherfehler für Datenbereich
}
memcpy(node->data, data, dataSize);
node->left = node->right = NULL;
return node;
} }
int cmp = compareFct(data, root->data); memcpy(neuerKnoten->data, daten, datenGroesse); // tiefe Kopie der Nutzdaten
if(cmp < 0) neuerKnoten->left = neuerKnoten->right = NULL; // Blatt
{ return neuerKnoten;
root->left = addToTree(root->left, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
} }
else if(cmp > 0)
// Vergleich der einzufügenden Daten mit dem aktuellen Knoten
int vergleich = vergleichFkt(daten, wurzel->data);
if (vergleich < 0)
{ {
root->right = addToTree(root->right, data, dataSize, compareFct, isDuplicate); // links einfügen
wurzel->left = addToTree(wurzel->left, daten, datenGroesse, vergleichFkt, istDuplikat);
} }
else // equal else if (vergleich > 0)
{ {
if(isDuplicate != NULL) // rechts einfügen
{ wurzel->right = addToTree(wurzel->right, daten, datenGroesse, vergleichFkt, istDuplikat);
*isDuplicate = 1;
// do not insert duplicate
} }
else else
{ {
// duplicates allowed -> insert into right subtree // Gleichheit (potenzielles Duplikat)
root->right = addToTree(root->right, data, dataSize, compareFct, isDuplicate); if (istDuplikat != NULL)
{
*istDuplikat = 1; // Duplikat erkannt, NICHT einfügen
// keine Änderung am Baum
}
else
{
// Duplikate erlaubt -> konventionell in den rechten Teilbaum einfügen
wurzel->right = addToTree(wurzel->right, daten, datenGroesse, vergleichFkt, istDuplikat);
} }
} }
return root; return wurzel;
} }
// Iterates over the tree given by root. Follows the usage of strtok. If tree is NULL, the next entry of the last tree given is returned in ordering direction. void *nextTreeData(TreeNode *wurzel)
// Use your implementation of a stack to organize the iterator. Push the root node and all left nodes first. On returning the next element,
// push the top node and push all its left nodes.
void *nextTreeData(TreeNode *root)
{ {
static StackNode *iterStack = NULL; static StackNode *iteratorStack = NULL; // interner Zustand über Aufrufe hinweg
// If a new tree root is provided -> reset iterator // Neuer Baum übergeben -> Iterator zurücksetzen/initialisieren
if(root != NULL) if (wurzel != NULL)
{ {
clearStack(iterStack); clearStack(iteratorStack); // ggf. alten Stack leeren (Speicher freigeben)
iterStack = NULL; iteratorStack = NULL; // Top-Zeiger zurücksetzen
bintree_pushLefts(&iterStack, root); bintree_pushLefts(&iteratorStack, wurzel); // Wurzel und linke Kette ablegen
} }
if(iterStack == NULL) // Kein weiterer Eintrag?
if (iteratorStack == NULL)
return NULL; return NULL;
TreeNode *node = (TreeNode *)top(iterStack); // Nächsten Knoten holen (oberstes Stack-Element)
iterStack = pop(iterStack); TreeNode *aktuellerKnoten = (TreeNode *)top(iteratorStack);
iteratorStack = pop(iteratorStack);
if(node->right != NULL) // Falls rechter Teilbaum existiert: dessen linke Kette ablegen
bintree_pushLefts(&iterStack, node->right); if (aktuellerKnoten->right != NULL)
bintree_pushLefts(&iteratorStack, aktuellerKnoten->right);
return node->data; // Daten des aktuellen Knotens zurückgeben
return aktuellerKnoten->data;
} }
// Releases all memory resources (including data copies). /*
void clearTree(TreeNode *root) Gibt den gesamten Baum frei (inkl. der tief kopierten Daten).
*/
void clearTree(TreeNode *wurzel)
{ {
if(root == NULL) if (wurzel == NULL)
return; return;
clearTree(root->left); clearTree(wurzel->left);
clearTree(root->right); clearTree(wurzel->right);
free(root->data); free(wurzel->data);
free(root); free(wurzel);
} }
// Returns the number of entries in the tree given by root. /*
unsigned int treeSize(const TreeNode *root) Liefert die Anzahl der Knoten/Einträge im Teilbaum 'wurzel'.
*/
unsigned int treeSize(const TreeNode *wurzel)
{ {
if(root == NULL) if (wurzel == NULL)
return 0; return 0;
return 1 + treeSize(root->left) + treeSize(root->right);
return 1U + treeSize(wurzel->left) + treeSize(wurzel->right);
} }

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@ -1,27 +1,81 @@
#ifndef BINTREE_H #ifndef BINTREE_H
#define BINTREE_H #define BINTREE_H
#include <stdlib.h> #include <stdlib.h>
/*
Typdefinition für die Vergleichsfunktion.
Die Funktion muss zwei Datenzeiger vergleichen und zurückgeben:
- < 0, wenn arg1 kleiner als arg2 ist
- 0, wenn arg1 gleich arg2 ist
- > 0, wenn arg1 größer als arg2 ist
*/
typedef int (*CompareFctType)(const void *arg1, const void *arg2); typedef int (*CompareFctType)(const void *arg1, const void *arg2);
/*
Struktur für einen Binärbaum-Knoten.
Enthält:
- data: Zeiger auf die gespeicherten Daten (beliebiger Typ, dynamisch allokiert)
- left: Zeiger auf linken Teilbaum
- right: Zeiger auf rechten Teilbaum
*/
typedef struct node typedef struct node
{ {
void *data; void *data; // Zeiger auf die Nutzdaten
struct node *left; struct node *left; // Zeiger auf linken Kindknoten
struct node *right; struct node *right; // Zeiger auf rechten Kindknoten
} TreeNode; } TreeNode;
// Adds a copy of data's pointer destination to the tree using compareFct for ordering. Accepts duplicates /*
// if isDuplicate is NULL, otherwise ignores duplicates and sets isDuplicate to 1 (or to 0 if a new entry is added). Fügt eine Kopie der Daten in den Binärbaum ein.
Parameter:
root : Wurzel des (Teil-)Baums
data : Zeiger auf die einzufügenden Daten
dataSize : Größe der Daten in Bytes
compareFct : Vergleichsfunktion für die Ordnung
isDuplicate : Optionaler Zeiger:
- Wenn NULL: Duplikate sind erlaubt
- Wenn != NULL: Duplikate werden ignoriert und *isDuplicate wird gesetzt:
- 0: neuer Eintrag eingefügt
- 1: Duplikat erkannt, nicht eingefügt
Rückgabe:
Zeiger auf die (ggf. neue) Wurzel des Baums oder NULL bei Speicherfehler.
*/
TreeNode *addToTree(TreeNode *root, const void *data, size_t dataSize, CompareFctType compareFct, int *isDuplicate); TreeNode *addToTree(TreeNode *root, const void *data, size_t dataSize, CompareFctType compareFct, int *isDuplicate);
// Iterates over the tree given by root. Follows the usage of strtok. If tree is NULL, the next entry of the last tree given is returned in ordering direction.
// Use your implementation of a stack to organize the iterator. Push the root node and all left nodes first. On returning the next element, /*
// push the top node and push all its left nodes. Iteriert über den Baum in Inorder-Reihenfolge.
Verhalten:
- Erster Aufruf mit root != NULL: Iterator initialisieren
- Folgeaufrufe mit root == NULL: nächstes Element zurückgeben
Rückgabe:
Zeiger auf die Daten des nächsten Knotens oder NULL, wenn Ende erreicht.
Hinweis:
Intern wird ein Stack verwendet. Nicht threadsicher.
*/
void *nextTreeData(TreeNode *root); void *nextTreeData(TreeNode *root);
// Releases all memory resources (including data copies).
/*
Gibt den gesamten Baum frei (inklusive der gespeicherten Daten).
Nach dem Aufruf sind alle Zeiger ungültig.
*/
void clearTree(TreeNode *root); void clearTree(TreeNode *root);
// Returns the number of entries in the tree given by root.
/*
Liefert die Anzahl der Knoten im Baum.
Rückgabe:
Anzahl der Knoten (0 bei leerem Baum).
*/
unsigned int treeSize(const TreeNode *root); unsigned int treeSize(const TreeNode *root);
#endif #endif

BIN
bintree.o

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BIN
doble

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BIN
doble.exe Normal file

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BIN
doble_initial.exe Normal file

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@ -1,10 +1,10 @@
Player1;19887
Player1;19843
Lena;19811 Lena;19811
Lena;19702 Lena;19702
Player1;19578
player_name;9981 player_name;9981
Lena;9980 Lena;9980
Lena;9978 Lena;9978
Lena;9978 Lena;9978
Lena;9976 Lena;9976
Lena;9975
Lena;9971
Lena;9965

BIN
main.o

Binary file not shown.

160
numbers.c
View File

@ -1,3 +1,4 @@
#include <stdlib.h> #include <stdlib.h>
#include <stdio.h> #include <stdio.h>
#include <time.h> #include <time.h>
@ -5,70 +6,135 @@
#include "numbers.h" #include "numbers.h"
#include "bintree.h" #include "bintree.h"
// helper comparator for unsigned int for bintree /**
* @brief Vergleichsfunktion für unsigned int-Werte zur Verwendung im Binärbaum.
*
* Diese Funktion wird von der Binärbaum-Implementierung genutzt, um die
* Ordnung der Knoten zu bestimmen. Sie vergleicht die dereferenzierten
* unsigned int-Werte a und b.
*
* @param a Pointer auf einen unsigned int-Wert (linker Operand)
* @param b Pointer auf einen unsigned int-Wert (rechter Operand)
* @return -1, falls *a < *b; 1, falls *a > *b; 0, falls *a == *b
*/
static int compareUInt(const void *a, const void *b) static int compareUInt(const void *a, const void *b)
{ {
unsigned int va = *(const unsigned int *)a; unsigned int va = *(const unsigned int *)a;
unsigned int vb = *(const unsigned int *)b; unsigned int vb = *(const unsigned int *)b;
if(va < vb) return -1; if (va < vb) return -1;
if(va > vb) return 1; if (va > vb) return 1;
return 0; return 0;
} }
// comparator for qsort (unsigned int) /**
* @brief Vergleichsfunktion für qsort() zur Sortierung von unsigned int-Arrays.
*
* @param a Pointer auf einen Arrayeintrag
* @param b Pointer auf einen Arrayeintrag
* @return -1, 0, 1 analog zu compareUInt()
*/
static int qsort_uint_cmp(const void *a, const void *b) static int qsort_uint_cmp(const void *a, const void *b)
{ {
unsigned int va = *(const unsigned int *)a; unsigned int va = *(const unsigned int *)a;
unsigned int vb = *(const unsigned int *)b; unsigned int vb = *(const unsigned int *)b;
if(va < vb) return -1; if (va < vb) return -1;
if(va > vb) return 1; if (va > vb) return 1;
return 0; return 0;
} }
// Returns len random numbers between 1 and 2x len in random order which are all different, except for two entries. /**
// Returns NULL on errors. Use your implementation of the binary search tree to check for possible duplicates while * @brief Erzeugt ein Array aus len Zufallszahlen im Bereich [1 .. 2*len],
// creating random numbers. * das genau einen duplizierten Wert enthält (d. h. len-1 eindeutige + 1 Duplikat),
* und mischt die Reihenfolge zufällig.
*
* Funktionsweise:
* - Es werden zunächst len-1 eindeutige Zufallszahlen erzeugt. Die Eindeutigkeit wird
* mithilfe eines Binärsuchbaums (BST) geprüft: addToTree() fügt die Zahl ein
* und signalisiert per isDup, ob sie bereits vorhanden war.
* - Anschließend wird eine der bereits erzeugten Zahlen zufällig ausgewählt und
* noch einmal an das Ende des Arrays geschrieben, um das geforderte Duplikat sicherzustellen.
* - Zum Schluss wird das gesamte Array mittels FisherYates-Algorithmus gemischt.
*
* Fehlerbehandlung:
* - Bei len < 2 wird NULL zurückgegeben, da das Problem ein Duplikat erfordert.
* - Bei Speicher- oder Baum-Insertionsfehlern wird aufgeräumt und NULL zurückgegeben.
* Wichtig: Der Baumzeiger root wird erst nach erfolgreichem Insert aktualisiert,
* um im Fehlerfall kein bereits aufgebautes Teilbaum-Objekt zu verlieren.
*
* Randbedingungen / Annahmen:
* - addToTree(root, &val, sizeof(val), compareUInt, &isDup) setzt isDup:
* isDup == 1 bedeutet Duplikat gefunden, Baum unverändert,
* isDup == 0 bedeutet neuer Wert eingefügt (oder Fehler).
* - Bei Speicherfehler gibt addToTree NULL zurück und isDup bleibt 0.
* - clearTree(root) darf mit NULL-Argument aufgerufen werden (No-Op).
*
* Komplexität:
* - Durchschnittlich O(len * log(len)) für die len-1 Einfügungen in den BST.
* - Shuffle in O(len).
*
* @param len Anzahl der zu erzeugenden Werte (muss >= 2 sein)
* @return Pointer auf ein Array mit len Einträgen bei Erfolg; NULL bei Fehlern
*/
unsigned int *createNumbers(unsigned int len) unsigned int *createNumbers(unsigned int len)
{ {
if(len < 2) if (len < 2)
return NULL; return NULL;
unsigned int *numbers = (unsigned int *)malloc(sizeof(unsigned int) * len); unsigned int *numbers = (unsigned int *)malloc(sizeof(unsigned int) * len);
if(numbers == NULL) if (numbers == NULL)
return NULL; return NULL;
// seed once // Zufallszahlengenerator nur einmal pro Prozess initialisieren.
// Hintergrund: Wird createNumbers mehrfach schnell hintereinander gerufen,
// kann time(NULL) identische Seeds liefern und damit identische Zahlenfolgen erzeugen.
static int seeded = 0;
if (!seeded) {
srand((unsigned int)time(NULL)); srand((unsigned int)time(NULL));
seeded = 1;
}
TreeNode *root = NULL; TreeNode *root = NULL;
unsigned int range = 2 * len; unsigned int range = 2 * len;
// create len-1 unique numbers
for(unsigned int i = 0; i < len - 1; i++) // Schritt 1: len-1 eindeutige Zufallszahlen erzeugen
for (unsigned int i = 0; i < len - 1; i++)
{ {
unsigned int val; unsigned int val;
int isDup = 0; int isDup;
// try until a unique number is inserted
do // Wiederholen, bis eine wirklich neue Zahl eingefügt wurde
{ for (;;)
val = (unsigned int)(rand() % range) + 1; // [1..2*len]
root = addToTree(root, &val, sizeof(val), compareUInt, &isDup);
// if addToTree returned NULL due to allocation failure, cleanup and return NULL
if(root == NULL && isDup == 0)
{ {
isDup = 0; // vor jedem Insert zurücksetzen, um „alte“ Werte zu vermeiden
val = (unsigned int)(rand() % range) + 1; // Wertebereich [1 .. 2*len]
// addToTree kann bei Erfolg einen (ggf. neuen) Wurzelzeiger liefern.
// Zur Vermeidung eines Speicherlecks bei Fehlern zunächst in temp speichern.
TreeNode *newRoot = addToTree(root, &val, sizeof(val), compareUInt, &isDup);
if (newRoot == NULL && isDup == 0) {
// Vermutlich Speicher-/Insertionsfehler: aufräumen und abbrechen
free(numbers); free(numbers);
clearTree(root); clearTree(root); // root zeigt noch auf den gültigen Teilbaum
return NULL; return NULL;
} }
} while(isDup);
if (!isDup) {
// Einfügen war erfolgreich und der Wert ist eindeutig.
root = newRoot;
numbers[i] = val; numbers[i] = val;
break;
}
// Andernfalls Duplikat: Neue Zufallszahl versuchen.
}
} }
// duplicate one existing random entry // Schritt 2: Eine der bestehenden Zahlen zufällig duplizieren
unsigned int idx = (unsigned int)(rand() % (len - 1)); unsigned int idx = (unsigned int)(rand() % (len - 1)); // Index im Bereich [0 .. len-2]
numbers[len - 1] = numbers[idx]; numbers[len - 1] = numbers[idx];
// shuffle array (Fisher-Yates) // Schritt 3: FisherYates-Shuffle über das gesamte Array
for(unsigned int i = len - 1; i > 0; i--) for (unsigned int i = len - 1; i > 0; i--)
{ {
unsigned int j = (unsigned int)(rand() % (i + 1)); unsigned int j = (unsigned int)(rand() % (i + 1));
unsigned int tmp = numbers[i]; unsigned int tmp = numbers[i];
@ -76,31 +142,53 @@ unsigned int *createNumbers(unsigned int len)
numbers[j] = tmp; numbers[j] = tmp;
} }
// free tree resources // Aufräumen: Baum freigeben
clearTree(root); clearTree(root);
return numbers; return numbers;
} }
// Returns only the only number in numbers which is present twice. Returns zero on errors. /**
* @brief Findet den einzigen duplizierten Wert in einem Array aus len unsigned int.
*
* Funktionsweise:
* - Es wird eine Kopie des Eingabearrays erstellt, um die Reihenfolge des
* Originalarrays nicht zu verändern.
* - Die Kopie wird mittels qsort() aufsteigend sortiert.
* - Beim Durchlauf werden benachbarte Elemente verglichen. Da genau ein Wert
* doppelt vorkommt, finden wir ihn als erstes Paar gleicher Nachbarn.
*
* Fehlerbehandlung:
* - Bei ungültigen Parametern (numbers == NULL oder len < 2) wird 0 geliefert.
* - Bei Speicherfehlern beim Kopieren ebenfalls 0.
*
* Komplexität:
* - Sortieren in O(len * log(len)), anschließender Linearpass O(len).
*
* @param numbers Pointer auf das Eingabearray
* @param len Länge des Arrays (muss >= 2 sein)
* @return Der doppelte Wert; 0 bei Fehlern oder falls kein Duplikat gefunden wurde
* (gemäß Aufgabenstellung sollte aber genau ein Duplikat existieren).
*/
unsigned int getDuplicate(const unsigned int numbers[], unsigned int len) unsigned int getDuplicate(const unsigned int numbers[], unsigned int len)
{ {
if(numbers == NULL || len < 2) if (numbers == NULL || len < 2)
return 0; return 0;
// make a copy so original array order is not modified by caller expectation // Kopie erstellen, damit das Original unangetastet bleibt
unsigned int *copy = (unsigned int *)malloc(sizeof(unsigned int) * len); unsigned int *copy = (unsigned int *)malloc(sizeof(unsigned int) * len);
if(copy == NULL) if (copy == NULL)
return 0; return 0;
memcpy(copy, numbers, sizeof(unsigned int) * len); memcpy(copy, numbers, sizeof(unsigned int) * len);
// Sortieren der Kopie
qsort(copy, len, sizeof(unsigned int), qsort_uint_cmp); qsort(copy, len, sizeof(unsigned int), qsort_uint_cmp);
// Linearer Scan: erstes Paar identischer Nachbarn ist das Duplikat
unsigned int result = 0; unsigned int result = 0;
for(unsigned int i = 0; i + 1 < len; i++) for (unsigned int i = 0; i + 1 < len; i++)
{
if(copy[i] == copy[i+1])
{ {
if (copy[i] == copy[i + 1]) {
result = copy[i]; result = copy[i];
break; break;
} }

BIN
numbers.o

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View File

@ -1,15 +1,15 @@
#include <stdlib.h> #include <stdlib.h>
#include "stack.h" #include "stack.h"
// Pushes data as pointer onto the stack. // Push Daten auf den Stack legen.
StackNode *push(StackNode *stack, void *data) StackNode *push(StackNode *stack, void *data)
{ {
StackNode *node = (StackNode *)malloc(sizeof(StackNode)); StackNode *node = malloc(sizeof(StackNode));
if(node == NULL) if(node == NULL)
return stack; // allocation failed -> return unchanged stack return stack; // allocation failed -> return unchanged stack
node->data = data; node->data = data; // Set the data for the new node
node->next = stack; node->next = stack; // New node points to the previous top of the stack
return node; return node;
} }

BIN
stack.o

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@ -1,41 +1,91 @@
#include <stdio.h> #include <stdio.h>
#include <stdlib.h> #include <stdlib.h>
#include <string.h> #include <string.h>
#include "numbers.h" #include "numbers.h"
/**
* @brief Selbsttest für createNumbers() und getDuplicate().
*
* Erzeugt ein Array aus len Zufallszahlen mit genau einem duplizierten Wert,
* validiert die Eigenschaften per Zähl-Array (Wertebereich, Häufigkeiten)
* und prüft anschließend, ob getDuplicate() dasselbe Duplikat ermittelt.
*
* Rückgabecodes:
* 0: OK
* 1: createNumbers() fehlgeschlagen
* 2: Speicherfehler für counts
* 3: Wert außerhalb des Bereichs [1..2*len]
* 4: Ein Wert erscheint öfter als zweimal
* 5: Nicht genau ein Duplikat gefunden
* 6: getDuplicate() liefert anderes Ergebnis als Zählung
*/
int main(void) int main(void)
{ {
unsigned int len = 100; unsigned int len = 100; // Anzahl zu erzeugender Zahlen
unsigned int *nums = createNumbers(len); unsigned int *nums = createNumbers(len);
if(nums == NULL) { fprintf(stderr, "createNumbers returned NULL\n"); return 1; } if (nums == NULL) {
fprintf(stderr, "createNumbers returned NULL\n");
return 1; // Erzeugung fehlgeschlagen
}
// count occurrences unsigned int maxVal = 2 * len; // Erlaubter Bereich: [1 .. 2*len]
unsigned int maxVal = 2 * len;
// Zähl-Array für Häufigkeiten pro Wert (Index 0 bleibt ungenutzt)
unsigned int *counts = calloc(maxVal + 1, sizeof(unsigned int)); unsigned int *counts = calloc(maxVal + 1, sizeof(unsigned int));
if(counts == NULL) { free(nums); return 2; } if (counts == NULL) {
free(nums);
for(unsigned int i = 0; i < len; i++) return 2; // Speicherfehler bei counts
{
if(nums[i] > maxVal) { fprintf(stderr, "value out of expected range\n"); free(nums); free(counts); return 3; }
counts[nums[i]]++;
} }
int duplicatesFound = 0; // Häufigkeiten bestimmen und gleichzeitig Bereich prüfen
unsigned int duplicateValue = 0; for (unsigned int i = 0; i < len; i++) {
for(unsigned int v = 1; v <= maxVal; v++) unsigned int v = nums[i];
{ if (v == 0 || v > maxVal) { // sollte nicht passieren, wenn createNumbers korrekt ist
if(counts[v] == 2) { duplicatesFound++; duplicateValue = v; } fprintf(stderr, "value out of expected range\n");
else if(counts[v] > 2) { fprintf(stderr, "value %u appears more than twice\n", v); free(nums); free(counts); return 4; }
}
if(duplicatesFound != 1) { fprintf(stderr, "expected exactly one duplicated value, found %d\n", duplicatesFound); free(nums); free(counts); return 5; }
unsigned int found = getDuplicate(nums, len);
if(found != duplicateValue) { fprintf(stderr, "getDuplicate returned %u expected %u\n", found, duplicateValue); free(nums); free(counts); return 6; }
free(nums); free(nums);
free(counts); free(counts);
return 3;
}
counts[v]++; // Auftreten des Werts v zählen
}
// Exakt ein Wert muss doppelt vorkommen; keiner darf >2-mal vorkommen
int duplicatesFound = 0;
unsigned int duplicateValue = 0;
for (unsigned int v = 1; v <= maxVal; v++) {
if (counts[v] == 2) {
duplicatesFound++;
duplicateValue = v; // den doppelten Wert merken
} else if (counts[v] > 2) {
fprintf(stderr, "value %u appears more than twice\n", v);
free(nums);
free(counts);
return 4; // Vertragsbruch: zu häufiges Auftreten
}
// counts[v] == 0 oder 1 sind unkritisch
}
if (duplicatesFound != 1) {
fprintf(stderr, "expected exactly one duplicated value, found %d\n", duplicatesFound);
free(nums);
free(counts);
return 5; // zu wenige/zu viele Duplikate
}
// Ergebnis von getDuplicate() mit der Zählung abgleichen
unsigned int found = getDuplicate(nums, len);
if (found != duplicateValue) {
fprintf(stderr, "getDuplicate returned %u expected %u\n", found, duplicateValue);
free(nums);
free(counts);
return 6; // Abweichung zwischen Methoden
}
// Ressourcen freigeben und Erfolg melden
free(nums);
free(counts);
printf("test_numbers: OK (duplicate = %u)\n", duplicateValue); printf("test_numbers: OK (duplicate = %u)\n", duplicateValue);
return 0; return 0;
} }

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test_stack.exe Normal file

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timer.o

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