buian100487/info2Praktikum-DobleSpiel
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Bintree, Numbers angepasst

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Nicolas Reckert 2025-12-16 11:45:12 +01:00
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59
bintree.c
View File

@ -3,18 +3,21 @@
#include "bintree.h"
#include "stack.h"
/* 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 Baum ein, geordnet nach compareFct. Akzeptiert Duplikate,
wenn isDuplicate NULL ist, andernfalls ignoriert Duplikate und setzt isDuplicate auf 1 (oder auf 0 bei neuem Eintrag). */
TreeNode *addToTree(TreeNode *root, const void *data, size_t dataSize, CompareFctType compareFct, int *isDuplicate)
{
// Überprüfe ungültige Eingabeparameter
if (compareFct == NULL || data == NULL || dataSize == 0)
return root; // invalid input: do nothing
return root; // ungültige Eingabe: nichts tun
// Wenn der Baum leer ist, erstelle einen neuen Wurzelknoten
if (root == NULL)
{
{
TreeNode *node = (TreeNode *)malloc(sizeof(TreeNode));
if (node == NULL)
return NULL; // allocation failed
return NULL; // Speicherallokation fehlgeschlagen
node->data = malloc(dataSize);
if (node->data == NULL)
@ -31,26 +34,29 @@ TreeNode *addToTree(TreeNode *root, const void *data, size_t dataSize, CompareFc
return node;
}
// Vergleiche neue Daten mit aktueller Wurzel
int cmp = compareFct(data, root->data);
// Wenn neue Daten kleiner sind, füge in linken Unterbaum ein
if (cmp < 0)
{
root->left = addToTree(root->left, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
}
// Wenn neue Daten größer sind, füge in rechten Unterbaum ein
else if (cmp > 0)
{
root->right = addToTree(root->right, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
}
else // cmp == 0 -> duplicate
// Wenn gleich (Duplikat)
else
{
// Wenn Duplikate erkannt werden sollen, setze Flag und ignoriere
if (isDuplicate != NULL)
{
*isDuplicate = 1;
// ignore duplicate insertion
}
// Andernfalls erlaube Duplikate durch Einfügen in rechten Unterbaum
else
{
// duplicates allowed: insert to right subtree for stability
root->right = addToTree(root->right, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
}
}
@ -58,25 +64,23 @@ TreeNode *addToTree(TreeNode *root, const void *data, size_t dataSize, CompareFc
return root;
}
/* Iterates over the tree given by root in-order (ascending order).
Follows the usage of strtok: If root != NULL then create/reset iterator for that tree.
If root == NULL, continue iteration from last position.
Uses stack to manage traversal state. */
/* Iteriert über den Baum in aufsteigender Reihenfolge (in-order).
Verwendet die Logik von strtok: Wenn root != NULL, initialisiere/reset Iterator für diesen Baum.
Wenn root == NULL, setze Iteration von letzter Position fort.
Verwendet Stack zur Verwaltung des Traversierungs-Zustands. */
void *nextTreeData(TreeNode *root)
{
// static iterator state
// Statischer Stack zur Aufrechterhaltung des Iterator-Zustands zwischen Aufrufen
static StackNode *iterStack = NULL;
static TreeNode *currentRoot = NULL;
// initialize iterator for a new tree
// Wenn ein neuer Baum bereitgestellt wird, initialisiere den Iterator
if (root != NULL)
{
// clear any previous iterator state
// Lösche vorherigen Iterator-Zustand
clearStack(iterStack);
iterStack = NULL;
currentRoot = root;
// push root and all its left descendants
// Pushe die Wurzel und alle linken Nachfahren auf den Stack
TreeNode *cur = root;
while (cur != NULL)
{
@ -86,20 +90,20 @@ void *nextTreeData(TreeNode *root)
}
else
{
// if user asks to continue but iterator not initialized, nothing to return
// Wenn Iteration fortgesetzt wird, aber kein Stack initialisiert, gib NULL zurück
if (iterStack == NULL)
return NULL;
}
// get next node
// Wenn Stack leer ist, keine weiteren Elemente
if (iterStack == NULL)
return NULL;
// pop the top node
// Poppe den nächsten Knoten vom Stack (in-order-Traversierung)
TreeNode *node = (TreeNode *)top(iterStack);
iterStack = pop(iterStack);
// after popping node, push its right child and all left descendants of that right child
// Pushe den rechten Unterbaum des aktuellen Knotens und seine linken Nachfahren
TreeNode *r = node->right;
while (r != NULL)
{
@ -110,26 +114,31 @@ void *nextTreeData(TreeNode *root)
return node->data;
}
/* Releases all memory resources (including data copies). */
/* Gibt alle Speicherressourcen frei (einschließlich Datenkopien). */
void clearTree(TreeNode *root)
{
// Basisfall: wenn Baum leer, nichts tun
if (root == NULL)
return;
// Rekursiv linken und rechten Unterbaum löschen
if (root->left != NULL)
clearTree(root->left);
if (root->right != NULL)
clearTree(root->right);
// Daten und Knoten selbst freigeben
free(root->data);
root->data = NULL;
free(root);
}
/* Returns the number of entries in the tree given by root. */
/* Gibt die Anzahl der Einträge im Baum zurück. */
unsigned int treeSize(const TreeNode *root)
{
// Basisfall: leerer Baum hat Größe 0
if (root == NULL)
return 0;
// Größe ist 1 (aktueller Knoten) plus Größen der Unterbäume
return 1 + treeSize(root->left) + treeSize(root->right);
}

24
numbers.c
View File

@ -16,27 +16,32 @@ static int compareUInt(const void *a, const void *b)
return 0;
}
// Returns len random numbers between 1 and 2x len in random order which are all different,
// except for two entries. Uses the binary search tree to avoid duplicates.
// Gibt ein Array mit len zufälligen Zahlen zwischen 1 und 2*len zurück, die alle unterschiedlich sind,
// außer zwei Einträgen (ein Duplikat). Verwendet den Binärbaum, um Duplikate zu vermeiden.
unsigned int *createNumbers(unsigned int len)
{
// Überprüfe ungültige Länge
if (len < 2)
return NULL;
// Allokiere Speicher für das Array
unsigned int *arr = malloc(sizeof(unsigned int) * len);
if (!arr)
return NULL;
// Initialisiere Zufallszahlengenerator
srand((unsigned int)time(NULL));
TreeNode *root = NULL;
unsigned int count = 0;
while (count < len - 1) // generate len-1 UNIQUE numbers
// Generiere len-1 eindeutige Zahlen
while (count < len - 1)
{
unsigned int val = (rand() % (2 * len)) + 1;
int isDup = 0;
// Füge in Baum ein und prüfe auf Duplikat
root = addToTree(root, &val, sizeof(unsigned int), compareUInt, &isDup);
if (!isDup)
@ -45,28 +50,30 @@ unsigned int *createNumbers(unsigned int len)
}
}
// pick a random existing value to duplicate
// Wähle einen zufälligen bestehenden Wert als Duplikat
unsigned int duplicateIndex = rand() % (len - 1);
arr[len - 1] = arr[duplicateIndex];
// Baum freigeben
clearTree(root);
return arr;
}
// Returns the only number in the array that occurs twice.
// Gibt die einzige Zahl im Array zurück, die zweimal vorkommt.
unsigned int getDuplicate(const unsigned int numbers[], unsigned int len)
{
// Überprüfe ungültige Eingaben
if (!numbers || len < 2)
return 0;
// copy array
// Kopiere Array
unsigned int *copy = malloc(sizeof(unsigned int) * len);
if (!copy)
return 0;
memcpy(copy, numbers, sizeof(unsigned int) * len);
// sort
// Sortiere das Array (einfache Bubble-Sort)
for (unsigned int i = 0; i < len - 1; i++)
{
for (unsigned int j = i + 1; j < len; j++)
@ -80,7 +87,7 @@ unsigned int getDuplicate(const unsigned int numbers[], unsigned int len)
}
}
// find adjacent duplicate
// Finde angrenzendes Duplikat
unsigned int duplicate = 0;
for (unsigned int i = 0; i < len - 1; i++)
{
@ -91,6 +98,7 @@ unsigned int getDuplicate(const unsigned int numbers[], unsigned int len)
}
}
// Speicher freigeben
free(copy);
return duplicate;
}

81
test_numbers.c
View File

@ -2,52 +2,59 @@
#include <stdlib.h>
#include "numbers.h"
int main() {
printf("===== TEST NUMBERS =====\n");
unsigned int len = 20;
unsigned int *arr = createNumbers(len);
if (arr == NULL) {
printf("FAIL: createNumbers returned NULL\n");
return 1;
}
// Check length: should contain len numbers
printf("PASS: createNumbers != NULL\n");
// Count duplicates — exactly one number must appear twice
int countDuplicate = 0;
// Einfache Funktion, um zu zählen, wie oft eine Zahl im Array vorkommt
int countOccurrences(const unsigned int *arr, unsigned int len, unsigned int value) {
int count = 0;
for (unsigned int i = 0; i < len; i++) {
for (unsigned int j = i + 1; j < len; j++) {
if (arr[i] == arr[j]) {
countDuplicate++;
}
}
if (arr[i] == value) count++;
}
return count;
}
// Testfunktion für createNumbers und getDuplicate
void testNumbers(unsigned int len) {
printf("Teste mit Laenge %u:\n", len);
// Erstelle Zahlenarray
unsigned int *numbers = createNumbers(len);
if (numbers == NULL) {
printf("Fehler: Konnte Array nicht erstellen.\n");
return;
}
if (countDuplicate != 1) {
printf("FAIL: Array must contain exactly one duplicate, found %d\n", countDuplicate);
free(arr);
return 1;
// Gib Array aus
printf("Generierte Zahlen: ");
for (unsigned int i = 0; i < len; i++) {
printf("%u ", numbers[i]);
}
printf("PASS: exactly one duplicate\n");
printf("\n");
unsigned int found = getDuplicate(arr, len);
printf("Duplicate found by getDuplicate(): %u\n", found);
// Finde Duplikat
unsigned int duplicate = getDuplicate(numbers, len);
printf("Gefundenes Duplikat: %u\n", duplicate);
if (found == 0) {
printf("FAIL: getDuplicate returned 0\n");
free(arr);
return 1;
// Überprüfe, ob es genau zweimal vorkommt
int occ = countOccurrences(numbers, len, duplicate);
if (occ == 2) {
printf("Korrekte Überprüfung: %u kommt genau zweimal vor.\n", duplicate);
} else {
printf("Fehler: %u kommt %d mal vor (sollte 2 sein).\n", duplicate, occ);
}
printf("PASS: getDuplicate\n");
// Speicher freigeben
free(numbers);
printf("\n");
}
free(arr);
printf("PASS: free array\n");
int main() {
printf("Testprogramm für numbers.c\n");
printf("=========================\n\n");
printf("ALL NUMBERS TESTS PASSED\n");
// Teste mit verschiedenen Längen
testNumbers(5);
testNumbers(10);
testNumbers(20);
printf("Tests abgeschlossen.\n");
return 0;
}