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146
bintree.c
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@ -10,27 +10,155 @@
// 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).
TreeNode *addToTree(TreeNode *root, const void *data, size_t dataSize, CompareFctType compareFct, int *isDuplicate)
{
// Hilfsfunktion: neuen Knoten erstellen und Daten kopieren
static TreeNode* createNode(const void* data, size_t dataSize)
{
TreeNode* node = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
if (node == NULL)
{
return NULL;
}
node->data = malloc(dataSize);
if (node->data == NULL)
{
free(node);
return NULL;
}
memcpy(node->data, data, dataSize);
// dataSize wird NICHT im struct gespeichert, da es nicht im Header ist
node->left = NULL;
node->right = NULL;
return node;
}
// 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.
// Fügt eine Kopie der Daten in den Baum ein (rekursiv)
TreeNode *addToTree(TreeNode *root, const void *data, size_t dataSize,
CompareFctType compareFct, int *isDuplicate)
{
// Basisfall: leerer Baum oder Blattknoten erreicht
if (root == NULL)
{
// isDuplicate auf 0 setzen, wenn nicht NULL
if (isDuplicate != NULL)
{
*isDuplicate = 0;
}
return createNode(data, dataSize);
}
// Daten vergleichen
int result = compareFct(data, root->data);
if (result < 0)
{
// Daten sind kleiner -> in linken Teilbaum einfügen
root->left = addToTree(root->left, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
}
else if (result > 0)
{
// Daten sind größer -> in rechten Teilbaum einfügen
root->right = addToTree(root->right, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
}
else
{
// result == 0 → Duplikat gefunden
if (isDuplicate != NULL)
{
*isDuplicate = 1; // Duplikat, nicht einfügen
}
else
{
// Duplikate sind erlaubt -> in rechten Teilbaum einfügen
root->right = addToTree(root->right, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
}
}
return root;
}
// Statischer Stack für die Iterator-Funktion (wie bei strtok)
static StackNode *iteratorStack = NULL;
// Iteriert über den Baum (In-Order-Traversierung mit Stack)
// Funktioniert wie strtok: beim ersten Aufruf root übergeben, dann NULL
void *nextTreeData(TreeNode *root)
{
// Wenn root != NULL: neuer Iterator-Durchlauf starten
if (root != NULL)
{
// Alten Stack löschen, falls vorhanden
clearStack(iteratorStack);
iteratorStack = NULL;
// Alle linken Knoten auf den Stack pushen (bis zum kleinsten Element)
TreeNode *current = root;
while (current != NULL)
{
iteratorStack = push(iteratorStack, current);
current = current->left;
}
}
// Wenn Stack leer ist, sind wir fertig
if (iteratorStack == NULL)
{
return NULL;
}
// Oberstes Element vom Stack holen
TreeNode *node = (TreeNode *)top(iteratorStack);
iteratorStack = pop(iteratorStack);
// Wenn der Knoten einen rechten Teilbaum hat,
// alle linken Knoten des rechten Teilbaums auf den Stack pushen
if (node->right != NULL)
{
TreeNode *current = node->right;
while (current != NULL)
{
iteratorStack = push(iteratorStack, current);
current = current->left;
}
}
// Daten des aktuellen Knotens zurückgeben
return node->data;
}
// Releases all memory resources (including data copies).
// Gibt den gesamten Baum frei (rekursiv, Post-Order)
void clearTree(TreeNode *root)
{
if (root == NULL)
{
return; // Basisfall: leerer Teilbaum
}
// Erst linken Teilbaum löschen
clearTree(root->left);
// Dann rechten Teilbaum löschen
clearTree(root->right);
// Dann Daten und Knoten selbst löschen
free(root->data);
// Knoten selbst freigeben
free(root);
}
// Returns the number of entries in the tree given by root.
// Zählt die Knoten im Baum (rekursiv)
unsigned int treeSize(const TreeNode *root)
{
if (root == NULL)
{
return 0; // Basisfall: leerer Teilbaum
}
// Rekursiv: Größe = 1 (aktueller Knoten) + linker Teilbaum + rechter Teilbaum
return 1 + treeSize(root->left) + treeSize(root->right);
}

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@ -7,9 +7,10 @@ typedef int (*CompareFctType)(const void *arg1, const void *arg2);
typedef struct node
{
void *data;
struct node *left;
struct node *right;
void *data; // Zeiger auf die Daten
size_t dataSize; // ← NEU: Größe der Daten
struct node *left; // Linker Teilbaum
struct node *right; // Rechter Teilbaum
} TreeNode;
// Adds a copy of data's pointer destination to the tree using compareFct for ordering. Accepts duplicates

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@ -1 +1,5 @@
manu;9959
manu;9949
player2;9925
manu;4983
player1;3999

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@ -36,14 +36,15 @@ $(program_obj_filesobj_files): %.o: %.c
# Unit Tests
# --------------------------
unitTests:
echo "needs to be implemented"
$(CC) $(FLAGS) $^ -o test_stack test_stack.c stack.c -Wall && ./test_stack
$(CC) $(FLAGS) $^ -o test_numbers test_numbers.c numbers.c bintree.c stack.c -Wall && ./test_numbers
# --------------------------
# Clean
# --------------------------
clean:
ifeq ($(OS),Windows_NT)
del /f *.o doble
del /f *.o doble test_stack test_numbers
else
rm -f *.o doble
rm -f *.o doble test_stack test_numbers
endif

123
numbers.c
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@ -5,22 +5,131 @@
#include "numbers.h"
#include "bintree.h"
//TODO: getDuplicate und createNumbers implementieren
// Vergleichsfunktion für unsigned int (für Binärbaum und qsort)
static int compareUnsignedInt(const void *a, const void *b)
{
unsigned int valA = *(unsigned int *)a;
unsigned int valB = *(unsigned int *)b;
if (valA < valB) return -1;
if (valA > valB) return 1;
return 0;
}
// TODO: getDuplicate und createNumbers implementieren
/* * * Erzeugen eines Arrays mit der vom Nutzer eingegebenen Anzahl an Zufallszahlen.
* Sicherstellen, dass beim Befüllen keine Duplikate entstehen.
* Duplizieren eines zufälligen Eintrags im Array.
* in `getDuplicate()`: Sortieren des Arrays und Erkennen der doppelten Zahl durch Vergleich benachbarter Elemente. */
* Sicherstellen, dass beim Befüllen keine Duplikate entstehen.
* Duplizieren eines zufälligen Eintrags im Array.
* in `getDuplicate()`: Sortieren des Arrays und Erkennen der doppelten Zahl durch Vergleich benachbarter Elemente. */
// 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
// creating random numbers.
// Erzeugt ein Array mit len eindeutigen Zufallszahlen zwischen 1 und 2*len
// Verwendet Binärbaum zur Duplikatsvermeidung
// Gibt dann eine zufällige Zahl doppelt zurück
unsigned int *createNumbers(unsigned int len)
{
// Eingabevalidierung
if (len == 0)
{
return NULL;
}
// Array allokieren
unsigned int *numbers = (unsigned int *)malloc(len * sizeof(unsigned int));
if (numbers == NULL)
{
return NULL;
}
// Binärbaum zur Duplikatsprüfung erstellen
TreeNode *tree = NULL;
// Zufallsgenerator initialisieren
static int seedInitialized = 0;
if (!seedInitialized)
{
srand(time(NULL));
seedInitialized = 1;
}
// Zufallszahlen zwischen 1 und 2*len generieren (keine Duplikate)
unsigned int inserted = 0;
while (inserted < len)
{
// Zufallszahl zwischen 1 und 2*len generieren
unsigned int randomNum = (rand() % (2 * len)) + 1;
// In Baum einfügen und prüfen, ob Duplikat
int isDuplicate = 0;
tree = addToTree(tree, &randomNum, sizeof(unsigned int),
compareUnsignedInt, &isDuplicate);
// Wenn kein Duplikat, ins Array einfügen
if (!isDuplicate)
{
numbers[inserted] = randomNum;
inserted++;
}
}
// Baum aufräumen
clearTree(tree);
// Einen zufälligen Eintrag duplizieren
// Wähle zwei verschiedene Indizes
unsigned int sourceIndex = rand() % len;
unsigned int targetIndex;
do
{
targetIndex = rand() % len;
} while (targetIndex == sourceIndex);
// Kopiere Wert von source nach target (erzeugt Duplikat)
numbers[targetIndex] = numbers[sourceIndex];
return numbers;
}
// Returns only the only number in numbers which is present twice. Returns zero on errors.
// Findet das Duplikat durch Sortieren und Vergleich benachbarter Elemente
// Gibt 0 bei Fehlern zurück
unsigned int getDuplicate(const unsigned int numbers[], unsigned int len)
{
// Eingabevalidierung
if (numbers == NULL || len < 2)
{
return 0; // Fehler
}
// Kopie des Arrays erstellen (um Original nicht zu verändern)
unsigned int *sortedNumbers = (unsigned int *)malloc(len * sizeof(unsigned int));
if (sortedNumbers == NULL)
{
return 0; // Speicherfehler
}
// Array kopieren
memcpy(sortedNumbers, numbers, len * sizeof(unsigned int));
// Array mit qsort sortieren
qsort(sortedNumbers, len, sizeof(unsigned int), compareUnsignedInt);
// Benachbarte Elemente vergleichen, um Duplikat zu finden
unsigned int duplicate = 0;
for (unsigned int i = 0; i < len - 1; i++)
{
if (sortedNumbers[i] == sortedNumbers[i + 1])
{
duplicate = sortedNumbers[i];
break;
}
}
// Aufräumen
free(sortedNumbers);
return duplicate;
}

51
stack.c
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@ -10,24 +10,67 @@
// Pushes data as pointer onto the stack.
StackNode *push(StackNode *stack, void *data)
{
// Speicher für den neuen Knoten allokieren
StackNode *newNode = (StackNode *)malloc(sizeof(StackNode));
// Prüfen, ob die Allokierung erfolgreich war
if (newNode == NULL)
{
return stack; // Unveränderter Stack bei Fehler
}
// Neuen Knoten initialisieren
newNode->data = data;
newNode->next = stack; // Zeigt auf die aktuelle Spitze des Stacks
// Neuen Knoten als neue Spitze des Stacks zurückgeben
return newNode;
}
// Deletes the top element of the stack (latest added element) and releases its memory. (Pointer to data has to be
// freed by caller.)
StackNode *pop(StackNode *stack)
{
// Prüfen, ob der Stack leer ist
if (stack == NULL)
{
return NULL;
}
// Zeiger auf den nächsten Knoten speichern (wird zur neuen Spitze)
StackNode *newTop = stack->next;
// Aktuellen obersten Knoten freigeben (aber NICHT die Daten - Verantwortung des Aufrufers)
free(stack);
// Neue Spitze des Stacks zurückgeben
return newTop;
}
// Returns the data of the top element.
void *top(StackNode *stack)
{
// Prüfen, ob der Stack leer ist
if (stack == NULL)
{
return NULL;
}
// Datenzeiger des obersten Knotens zurückgeben
return stack->data;
}
// Clears stack and releases all memory.
void clearStack(StackNode *stack)
{
StackNode *current = stack;
StackNode *next;
// Durch alle Knoten iterieren und freigeben
while (current != NULL)
{
next = current->next; // Nächsten Knoten speichern
free(current); // Aktuellen Knoten freigeben (aber NICHT die Daten)
current = next; // Zum nächsten Knoten weitergehen
}
}

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@ -8,6 +8,13 @@ The latest element is taken from the stack. */
#include <stdlib.h>
//TODO: passenden Datentyp als struct anlegen
typedef struct StackNode
{
void *data;
struct StackNode *next;
struct StackNode *prev;
}StackNode;
// Pushes data as pointer onto the stack.
StackNode *push(StackNode *stack, void *data);

60
test_numbers.c Normal file
View File

@ -0,0 +1,60 @@
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include "stack.h"
#include "numbers.h"
int main()
{
printf("=== Test createNumbers & getDuplicate ===\n\n");
unsigned int len = 10;
unsigned int *numbers = createNumbers(len);
if (numbers == NULL)
{
printf("Fehler: createNumbers() gab NULL zurück\n");
return 1;
}
printf("Generierte Zahlen: ");
for (unsigned int i = 0; i < len; i++)
{
printf("%u ", numbers[i]);
}
printf("\n\n");
unsigned int duplicate = getDuplicate(numbers, len);
if (duplicate == 0)
{
printf("Fehler: Kein Duplikat gefunden\n");
}
else
{
printf("Gefundenes Duplikat: %u\n", duplicate);
// Prüfen, ob es wirklich zweimal vorkommt
int count = 0;
for (unsigned int i = 0; i < len; i++)
{
if (numbers[i] == duplicate)
{
count++;
}
}
printf("Anzahl Vorkommen: %d\n", count);
if (count == 2)
{
printf("\n[PASSED] Test erfolgreich!\n");
}
else
{
printf("\n[FAILED] Duplikat kommt %d mal vor (erwartet: 2)\n", count);
}
}
free(numbers);
return 0;
}

187
test_stack.c Normal file
View File

@ -0,0 +1,187 @@
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include "stack.h"
// Hilfsfunktion: Gibt "PASSED" oder "FAILED" aus
void printTestResult(const char *testName, int passed)
{
if (passed)
{
printf("[PASSED] %s\n", testName);
}
else
{
printf("[FAILED] %s\n", testName);
}
}
// Test 1: Leerer Stack
void test_emptyStack()
{
StackNode *stack = NULL;
// Top auf leerem Stack sollte NULL zurückgeben
void *result = top(stack);
printTestResult("Test 1: top() auf leerem Stack", result == NULL);
// Pop auf leerem Stack sollte NULL zurückgeben
stack = pop(stack);
printTestResult("Test 1: pop() auf leerem Stack", stack == NULL);
}
// Test 2: Push und Top
void test_pushAndTop()
{
StackNode *stack = NULL;
// Integer-Werte allokieren
int *val1 = (int *)malloc(sizeof(int));
*val1 = 42;
// Wert auf den Stack legen
stack = push(stack, val1);
// Obersten Wert abrufen
int *topVal = (int *)top(stack);
int passed = (topVal != NULL && *topVal == 42);
printTestResult("Test 2: push() und top()", passed);
// Aufräumen
free(val1);
clearStack(stack);
}
//Test 3 mehrmaliges pushen
void test_multiplePush()
{
StackNode *stack = NULL;
//Speicher für Werte allokieren
int *val1 = (int *) malloc(sizeof(int));
int *val2 = (int *) malloc(sizeof(int));
int *val3 = (int *) malloc(sizeof(int));
*val1 = 10;
*val2 = 20;
*val3 = 30;
//Testwerte auf den Stack legen
stack = push(stack, val1);
stack = push(stack, val2);
stack = push(stack, val3);
// Oberster Wert sollte 30 sein (LIFO)
int *topVal = (int *)top(stack);
int passed = (topVal != NULL && *topVal == 30);
printTestResult("Test 3: Mehrfache push() - LIFO-Prinzip", passed);
// Aufräumen
free(val1);
free(val2);
free(val3);
clearStack(stack);
}
// Test 4: Push und Pop
void test_pushAndPop()
{
StackNode *stack = NULL;
// Drei Werte auf den Stack legen
int *val1 = (int *)malloc(sizeof(int));
int *val2 = (int *)malloc(sizeof(int));
int *val3 = (int *)malloc(sizeof(int));
*val1 = 100;
*val2 = 200;
*val3 = 300;
stack = push(stack, val1);
stack = push(stack, val2);
stack = push(stack, val3);
// Oberster Wert: 300
int *topVal1 = (int *)top(stack);
int test1 = (topVal1 != NULL && *topVal1 == 300);
// Pop - neuer oberster Wert: 200
stack = pop(stack);
int *topVal2 = (int *)top(stack);
int test2 = (topVal2 != NULL && *topVal2 == 200);
// Pop - neuer oberster Wert: 100
stack = pop(stack);
int *topVal3 = (int *)top(stack);
int test3 = (topVal3 != NULL && *topVal3 == 100);
// Pop - Stack sollte leer sein
stack = pop(stack);
int test4 = (stack == NULL);
int passed = test1 && test2 && test3 && test4;
printTestResult("Test 4: push() und pop() - Korrekte Reihenfolge", passed);
// Aufräumen
free(val1);
free(val2);
free(val3);
}
// Test 5: ClearStack
void test_clearStack()
{
StackNode *stack = NULL;
// Mehrere Werte auf den Stack legen
int *val1 = (int *)malloc(sizeof(int));
int *val2 = (int *)malloc(sizeof(int));
int *val3 = (int *)malloc(sizeof(int));
int *val4 = (int *)malloc(sizeof(int));
int *val5 = (int *)malloc(sizeof(int));
*val1 = 1;
*val2 = 2;
*val3 = 3;
*val4 = 4;
*val5 = 5;
stack = push(stack, val1);
stack = push(stack, val2);
stack = push(stack, val3);
stack = push(stack, val4);
stack = push(stack, val5);
// Stack löschen
clearStack(stack);
stack = NULL; // Nach clearStack ist der Stack leer
printTestResult("Test 5: clearStack() - Alle Knoten freigegeben", 1);
// Daten müssen manuell freigegeben werden (Verantwortung des Aufrufers)
free(val1);
free(val2);
free(val3);
free(val4);
free(val5);
}
int main()
{
printf("=== Stack Unit-Tests ===\n\n");
test_emptyStack();
test_pushAndTop();
test_multiplePush();
test_pushAndPop();
/*test_clearStack();*/
/*test_stressTest();*/
printf("\n=== Alle Tests abgeschlossen ===\n");
printf("\nCode-Review: Speicherverwaltung\n");
printf("--------------------------------\n");
printf("✓ Aufrufer gibt Daten frei, Stack-Funktionen geben Knoten frei\n");
return 0;
}