matrixfunktionen implementiert

matrix.c

@@ -1,35 +1,120 @@
 #include <stdlib.h>
-#include <string.h>
 #include "matrix.h"
 
-// TODO Matrix-Funktionen implementieren
+/*
+ * Erstellt eine Matrix. Falls rows oder cols 0 sind, wird eine leere Matrix
+ * mit buffer = NULL zurückgegeben (von Tests erwartet).
+ */
+Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols) {
+    Matrix m;
 
-Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
-{
-    
+    // Tests erwarten: Wenn eine Dimension 0 ist -> komplett leere Matrix
+    if (rows == 0 || cols == 0) {
+        m.rows = 0;
+        m.cols = 0;
+        m.buffer = NULL;
+        return m;
+    }
+
+    m.rows = rows;
+    m.cols = cols;
+
+    m.buffer = malloc(rows * cols * sizeof(MatrixType));
+    if (m.buffer == NULL) {
+        m.rows = 0;
+        m.cols = 0;
+        return m;
+    }
+
+    for (unsigned int i = 0; i < rows * cols; i++) {
+        m.buffer[i] = UNDEFINED_MATRIX_VALUE;
+    }
+
+    return m;
 }
 
-void clearMatrix(Matrix *matrix)
-{
-    
+
+/*
+ * Gibt den Speicher der Matrix frei und setzt alle Felder wie von Tests erwartet.
+ */
+void clearMatrix(Matrix *matrix) {
+    if (matrix->buffer != NULL) {
+        free(matrix->buffer);
+    }
+
+    matrix->buffer = NULL;
+    matrix->rows = 0;
+    matrix->cols = 0;
 }
 
-void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
-{
-    
+/*
+ * Setzt einen Wert an Position (rowIdx, colIdx).
+ */
+void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx) {
+    if (matrix.buffer == NULL) return;
+    if (rowIdx >= matrix.rows || colIdx >= matrix.cols) return;
+
+    matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx] = value;
 }
 
-MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
-{
-    
+/*
+ * Gibt einen Wert zurück oder UNDEFINED_MATRIX_VALUE bei ungültigen Indizes.
+ */
+MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx) {
+    if (matrix.buffer == NULL) return UNDEFINED_MATRIX_VALUE;
+    if (rowIdx >= matrix.rows || colIdx >= matrix.cols) return UNDEFINED_MATRIX_VALUE;
+
+    return matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx];
 }
 
-Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
-{
-    
+/*
+ * Addiert zwei Matrizen gleicher Dimension.
+ * Bei falscher Dimension wird eine leere Matrix mit buffer = NULL zurückgegeben.
+ */
+Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2) {
+    if (matrix1.rows != matrix2.rows || matrix1.cols != matrix2.cols) {
+        Matrix empty = {0, 0, NULL};
+        return empty;
+    }
+
+    Matrix result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
+
+    for (unsigned int r = 0; r < matrix1.rows; r++) {
+        for (unsigned int c = 0; c < matrix1.cols; c++) {
+            MatrixType value =
+                getMatrixAt(matrix1, r, c) +
+                getMatrixAt(matrix2, r, c);
+            setMatrixAt(value, result, r, c);
+        }
+    }
+
+    return result;
 }
 
-Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
-{
-    
-}
+/*
+ * Multipliziert zwei Matrizen.
+ */
+Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2) {
+    if (matrix1.cols != matrix2.rows) {
+        Matrix empty = {0, 0, NULL};
+        return empty;
+    }
+
+    Matrix result = createMatrix(matrix1.rows, matrix2.cols);
+
+    for (unsigned int r = 0; r < matrix1.rows; r++) {
+        for (unsigned int c = 0; c < matrix2.cols; c++) {
+
+            MatrixType sum = 0;
+
+            for (unsigned int k = 0; k < matrix1.cols; k++) {
+                sum += getMatrixAt(matrix1, r, k) *
+                       getMatrixAt(matrix2, k, c);
+            }
+
+            setMatrixAt(sum, result, r, c);
+        }
+    }
+
+    return result;
+}

matrix.h

@@ -5,8 +5,17 @@
 
 typedef float MatrixType;
 
-// TODO Matrixtyp definieren
-
+/*
+ * Die Matrixstruktur hält:
+ *  - Anzahl Zeilen
+ *  - Anzahl Spalten
+ *  - Ein Zeiger auf die gespeicherten Werte (Tests erwarten den Namen "buffer")
+ */
+typedef struct {
+    unsigned int rows;
+    unsigned int cols;
+    MatrixType *buffer;   // <- Name an Tests angepasst
+} Matrix;
 
 Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols);
 void clearMatrix(Matrix *matrix);
@@ -15,5 +24,4 @@ MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int co
 Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2);
 Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2);
 
-
 #endif