info2Praktikum-DobleSpiel/bintree.c

#include <string.h>
#include "stack.h"
#include "bintree.h"

// Fügt ein neues Element in den Binärbaum ein.
// - data wird kopiert (tiefe Kopie)
// - compareFct bestimmt die Sortierreihenfolge
// - Duplikate sind erlaubt, außer isDuplicate ist gesetzt
TreeNode *addToTree(TreeNode *root, const void *data, size_t dataSize,
                    CompareFctType compareFct, int *isDuplicate)
{
    // Ungültige Parameter → Baum unverändert zurückgeben
    if (data == NULL || compareFct == NULL)
        return root;

    // Fall: leerer Teilbaum → neuer Knoten wird erzeugt
    if (root == NULL)
    {
        // Speicher für neuen Baumknoten reservieren
        TreeNode *node = malloc(sizeof(TreeNode));
        if (node == NULL)
            return NULL;

        // Speicher für die Nutzdaten reservieren
        node->data = malloc(dataSize);
        if (node->data == NULL)
        {
            free(node);
            return NULL;
        }

        // Daten in den Knoten kopieren
        memcpy(node->data, data, dataSize);

        // Linke und rechte Kindzeiger initialisieren
        node->left  = NULL;
        node->right = NULL;

        // Kein Duplikat, da neuer Knoten
        if (isDuplicate != NULL)
            *isDuplicate = 0;

        return node;
    }

    // Vergleich der neuen Daten mit den Daten im aktuellen Knoten
    int cmp = compareFct(data, root->data);

    if (cmp < 0)
    {
        // Neuer Wert ist kleiner → Rekursion im linken Teilbaum
        root->left = addToTree(root->left, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
    }
    else if (cmp > 0)
    {
        // Neuer Wert ist größer → Rekursion im rechten Teilbaum
        root->right = addToTree(root->right, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
    }
    else
    {
        // Gleicher Wert → Duplikat
        if (isDuplicate != NULL)
        {
            // Duplikat melden, aber nicht einfügen
            *isDuplicate = 1;
        }
        else
        {
            // Duplikate sind erlaubt → z.B. links einfügen
            root->left = addToTree(root->left, data, dataSize, compareFct, NULL);
        }
    }

    // Wurzel des (Teil-)Baumes zurückgeben
    return root;
}

// Globaler interner Stack für die Baum-Traversierung
// Ermöglicht ein strtok-ähnliches Iterator-Verhalten
static StackNode *iterStack = NULL;

// Hilfsfunktion:
// Legt den Startknoten und alle seine linken Nachfolger auf den Stack
static void pushLeftPath(TreeNode *start)
{
    // Solange noch ein Knoten existiert
    while (start != NULL)
    {
        // Aktuellen Knoten auf den Stack legen
        iterStack = push(iterStack, start);

        // Zum linken Kind weitergehen
        start = start->left;
    }
}

// Gibt nacheinander die Daten des Baumes in sortierter Reihenfolge zurück.
// - Beim ersten Aufruf root ≠ NULL → neue Traversierung
// - Danach root == NULL → nächstes Element liefern
void *nextTreeData(TreeNode *root)
{
    if (root != NULL)
    {
        // Neue Traversierung starten → alten Stack leeren
        if (iterStack != NULL)
        {
            clearStack(iterStack);
            iterStack = NULL;
        }

        // Wurzel und alle linken Knoten auf den Stack legen
        pushLeftPath(root);
    }

    // Kein weiteres Element vorhanden
    if (iterStack == NULL)
        return NULL;

    // Oberstes Stack-Element holen (nächster Baumknoten)
    TreeNode *node = (TreeNode *)top(iterStack);
    iterStack = pop(iterStack);

    // Rechten Teilbaum dieses Knotens behandeln
    // → dessen linker Pfad wird auf den Stack gelegt
    if (node->right != NULL)
        pushLeftPath(node->right);

    // Daten des aktuellen Knotens zurückgeben
    return node->data;
}

// Gibt den gesamten Speicher des Baumes frei (inkl. gespeicherter Daten)
void clearTree(TreeNode *root)
{
    // Abbruchbedingung der Rekursion
    if (root == NULL)
        return;

    // Zuerst linken Teilbaum freigeben
    clearTree(root->left);

    // Dann rechten Teilbaum freigeben
    clearTree(root->right);

    // Danach Daten und Knoten selbst freigeben
    free(root->data);
    free(root);
}

// Liefert die Anzahl aller Knoten im Baum
unsigned int treeSize(const TreeNode *root)
{
    // Leerer Baum hat Größe 0
    if (root == NULL)
        return 0;

    // 1 (aktueller Knoten) + Größe linker + Größe rechter Teilbaum
    return 1u + treeSize(root->left) + treeSize(root->right);
}