Merge pull request 'main' (#2) from main into MM_Branch
Reviewed-on: #2
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9a9f0d6bb1
40
.vscode/launch.json
vendored
Normal file
40
.vscode/launch.json
vendored
Normal file
@ -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
27
.vscode/tasks.json
vendored
Normal file
@ -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"]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
157
bintree.c
157
bintree.c
@ -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;
|
memcpy(neuerKnoten->data, daten, datenGroesse); // tiefe Kopie der Nutzdaten
|
||||||
return node;
|
neuerKnoten->left = neuerKnoten->right = NULL; // Blatt
|
||||||
|
return neuerKnoten;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
int cmp = compareFct(data, root->data);
|
// Vergleich der einzufügenden Daten mit dem aktuellen Knoten
|
||||||
if(cmp < 0)
|
int vergleich = vergleichFkt(daten, wurzel->data);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (vergleich < 0)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
root->left = addToTree(root->left, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
|
// links einfügen
|
||||||
|
wurzel->left = addToTree(wurzel->left, daten, datenGroesse, vergleichFkt, istDuplikat);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else if(cmp > 0)
|
else if (vergleich > 0)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
root->right = addToTree(root->right, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
|
// rechts einfügen
|
||||||
|
wurzel->right = addToTree(wurzel->right, daten, datenGroesse, vergleichFkt, istDuplikat);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else // equal
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if(isDuplicate != NULL)
|
// Gleichheit (potenzielles Duplikat)
|
||||||
|
if (istDuplikat != NULL)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
*isDuplicate = 1;
|
*istDuplikat = 1; // Duplikat erkannt, NICHT einfügen
|
||||||
// do not insert duplicate
|
// keine Änderung am Baum
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
// duplicates allowed -> insert into right subtree
|
// Duplikate erlaubt -> konventionell in den rechten Teilbaum einfügen
|
||||||
root->right = addToTree(root->right, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
|
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);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
74
bintree.h
74
bintree.h
@ -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
doble_initial
BIN
doble_initial
Binary file not shown.
BIN
doble_initial.exe
Normal file
BIN
doble_initial.exe
Normal file
Binary file not shown.
BIN
highscore.o
BIN
highscore.o
Binary file not shown.
@ -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
|
|
||||||
|
|||||||
164
numbers.c
164
numbers.c
@ -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.
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||||||
|
*
|
||||||
|
* Funktionsweise:
|
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|
* - Es werden zunächst len-1 eindeutige Zufallszahlen erzeugt. Die Eindeutigkeit wird
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|
* mithilfe eines Binärsuchbaums (BST) geprüft: addToTree() fügt die Zahl ein
|
||||||
|
* und signalisiert per isDup, ob sie bereits vorhanden war.
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||||||
|
* - Anschließend wird eine der bereits erzeugten Zahlen zufällig ausgewählt und
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||||||
|
* noch einmal an das Ende des Arrays geschrieben, um das geforderte Duplikat sicherzustellen.
|
||||||
|
* - Zum Schluss wird das gesamte Array mittels Fisher–Yates-Algorithmus gemischt.
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||||||
|
*
|
||||||
|
* Fehlerbehandlung:
|
||||||
|
* - Bei len < 2 wird NULL zurückgegeben, da das Problem ein Duplikat erfordert.
|
||||||
|
* - Bei Speicher- oder Baum-Insertionsfehlern wird aufgeräumt und NULL zurückgegeben.
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||||||
|
* Wichtig: Der Baumzeiger root wird erst nach erfolgreichem Insert aktualisiert,
|
||||||
|
* um im Fehlerfall kein bereits aufgebautes Teilbaum-Objekt zu verlieren.
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||||||
|
*
|
||||||
|
* Randbedingungen / Annahmen:
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||||||
|
* - addToTree(root, &val, sizeof(val), compareUInt, &isDup) setzt isDup:
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||||||
|
* 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.
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||||||
|
* - clearTree(root) darf mit NULL-Argument aufgerufen werden (No-Op).
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|
*
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||||||
|
* Komplexität:
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|
* - Durchschnittlich O(len * log(len)) für die len-1 Einfügungen in den BST.
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|
* - Shuffle in O(len).
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||||||
|
*
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||||||
|
* @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.
|
||||||
srand((unsigned int)time(NULL));
|
// 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));
|
||||||
|
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]
|
isDup = 0; // vor jedem Insert zurücksetzen, um „alte“ Werte zu vermeiden
|
||||||
root = addToTree(root, &val, sizeof(val), compareUInt, &isDup);
|
val = (unsigned int)(rand() % range) + 1; // Wertebereich [1 .. 2*len]
|
||||||
// if addToTree returned NULL due to allocation failure, cleanup and return NULL
|
|
||||||
if(root == NULL && isDup == 0)
|
// 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);
|
|
||||||
numbers[i] = val;
|
if (!isDup) {
|
||||||
|
// Einfügen war erfolgreich und der Wert ist eindeutig.
|
||||||
|
root = newRoot;
|
||||||
|
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: Fisher–Yates-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.
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||||||
|
*
|
||||||
|
* Funktionsweise:
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|
* - Es wird eine Kopie des Eingabearrays erstellt, um die Reihenfolge des
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||||||
|
* 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.
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||||||
|
*
|
||||||
|
* Fehlerbehandlung:
|
||||||
|
* - Bei ungültigen Parametern (numbers == NULL oder len < 2) wird 0 geliefert.
|
||||||
|
* - Bei Speicherfehlern beim Kopieren ebenfalls 0.
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||||||
|
*
|
||||||
|
* Komplexität:
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||||||
|
* - Sortieren in O(len * log(len)), anschließender Linearpass O(len).
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||||||
|
*
|
||||||
|
* @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;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
8
stack.c
8
stack.c
@ -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;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@ -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");
|
||||||
// count occurrences
|
return 1; // Erzeugung fehlgeschlagen
|
||||||
unsigned int maxVal = 2 * len;
|
|
||||||
unsigned int *counts = calloc(maxVal + 1, sizeof(unsigned int));
|
|
||||||
if(counts == NULL) { free(nums); return 2; }
|
|
||||||
|
|
||||||
for(unsigned int i = 0; i < len; i++)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if(nums[i] > maxVal) { fprintf(stderr, "value out of expected range\n"); free(nums); free(counts); return 3; }
|
|
||||||
counts[nums[i]]++;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
unsigned int maxVal = 2 * len; // Erlaubter Bereich: [1 .. 2*len]
|
||||||
|
|
||||||
|
// Zähl-Array für Häufigkeiten pro Wert (Index 0 bleibt ungenutzt)
|
||||||
|
unsigned int *counts = calloc(maxVal + 1, sizeof(unsigned int));
|
||||||
|
if (counts == NULL) {
|
||||||
|
free(nums);
|
||||||
|
return 2; // Speicherfehler bei counts
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Häufigkeiten bestimmen und gleichzeitig Bereich prüfen
|
||||||
|
for (unsigned int i = 0; i < len; i++) {
|
||||||
|
unsigned int v = nums[i];
|
||||||
|
if (v == 0 || v > maxVal) { // sollte nicht passieren, wenn createNumbers korrekt ist
|
||||||
|
fprintf(stderr, "value out of expected range\n");
|
||||||
|
free(nums);
|
||||||
|
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;
|
int duplicatesFound = 0;
|
||||||
unsigned int duplicateValue = 0;
|
unsigned int duplicateValue = 0;
|
||||||
for(unsigned int v = 1; v <= maxVal; v++)
|
|
||||||
{
|
for (unsigned int v = 1; v <= maxVal; v++) {
|
||||||
if(counts[v] == 2) { duplicatesFound++; duplicateValue = v; }
|
if (counts[v] == 2) {
|
||||||
else if(counts[v] > 2) { fprintf(stderr, "value %u appears more than twice\n", v); free(nums); free(counts); return 4; }
|
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; }
|
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);
|
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; }
|
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(nums);
|
||||||
free(counts);
|
free(counts);
|
||||||
|
|
||||||
printf("test_numbers: OK (duplicate = %u)\n", duplicateValue);
|
printf("test_numbers: OK (duplicate = %u)\n", duplicateValue);
|
||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
BIN
test_stack
BIN
test_stack
Binary file not shown.
BIN
test_stack.exe
Normal file
BIN
test_stack.exe
Normal file
Binary file not shown.
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