Doble-Spiel/bintree.c

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

//TODO: binären Suchbaum implementieren
/*  * `addToTree`: fügt ein neues Element in den Baum ein (rekursiv),
    * `clearTree`: gibt den gesamten Baum frei (rekursiv),
    * `treeSize`: zählt die Knoten im Baum (rekursiv),
    * `nextTreeData`: Traversierung mit Hilfe des zuvor implementierten Stacks. */

// 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)
{
    // Teil 1: Trivialfall (Einfügen des neuen Knotens)
    if(root == NULL)
    {
        // Speicher für den Knoten selbst reservieren
        TreeNode *newNode = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
        if (newNode == NULL)
        {
            return NULL; // Fehler beim Allokieren
        }

        // Speicher für die Datenkopie reservieren
        newNode->data = malloc(dataSize);
        if (newNode->data == NULL)
        {
            free(newNode);
            return NULL; // Fehler beim Allokieren
        }

        // Daten kopieren
        memcpy(newNode->data, data, dataSize);

        // Initialisieren
        newNode->left = NULL;
        newNode->right = NULL;

        // Flag setzen und Knoten zurückgeben
        if (isDuplicate != NULL) *isDuplicate = 0;
        return newNode;
    }

    // Teil 2: Rekursiver Fall (Vergleich)
    int comparison = compareFct(data, root->data);

    if (comparison == 0)
    {
        // Duplikat gefunden
        if (isDuplicate != NULL) *isDuplicate = 1;
        // Duplikate werden akzeptiert, wenn isDuplicate == NULL (siehe bintree.h)
        // Da wir aber in createNumbers Duplikate vermeiden wollen, geben wir hier einfach root zurück.

        // Wenn Duplikate erlaubt sind, könntest du hier einen zweiten Knoten einfügen,
        // aber standardmäßig überspringen wir Duplikate, wenn isDuplicate gesetzt ist.
        return root;
    }
    else if (comparison < 0)
    {
        // Wert ist kleiner -> gehe nach links
        root->left = addToTree(root->left, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
    }
    else // comparison > 0
    {
        // Wert ist größer -> gehe nach rechts
        root->right = addToTree(root->right, data, dataSize, compareFct, isDuplicate);
    }

    // 3. Wenn die Rekursion zurückkehrt, wird der aktuelle root-Pointer zurückgegeben.
    return root;
}

// 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.
void *nextTreeData(TreeNode *root)
{
/* static iterator state */
    static TreeNode **stack = NULL;
    static int top = -1;
    static int capacity = 0;
    static TreeNode *currentRoot = NULL;

    /* helper: ensure capacity */
    if (capacity == 0) {
        capacity = 16;
        stack = (TreeNode**)malloc(capacity * sizeof(TreeNode*));
        if (stack == NULL) { capacity = 0; return NULL; }
    }

    /* helper: push one node */
    #define PUSH_NODE(n) do { \
        if (top + 1 >= capacity) { \
            int newcap = capacity * 2; \
            TreeNode **tmp = (TreeNode**)realloc(stack, newcap * sizeof(TreeNode*)); \
            if (tmp == NULL) { /* allocation failed, keep old stack */ break; } \
            stack = tmp; capacity = newcap; \
        } \
        stack[++top] = (n); \
    } while(0)

    /* helper: push node and all left descendants */
    void push_lefts(TreeNode *n) {
        while (n != NULL) {
            PUSH_NODE(n);
            n = n->left;
        }
    }

    /* If a new root is provided and differs from current, reset iterator */
    if (root != NULL && root != currentRoot) {
        free(stack);
        stack = NULL;
        top = -1;
        capacity = 0;
        currentRoot = root;

        /* reinitialize stack */
        capacity = 16;
        stack = (TreeNode**)malloc(capacity * sizeof(TreeNode*));
        if (stack == NULL) { capacity = 0; return NULL; }
        top = -1;
        push_lefts(root);
    } else if (root != NULL && root == currentRoot) {
        /* explicit restart with same root: reset and push again */
        free(stack);
        stack = NULL;
        top = -1;
        capacity = 0;
        capacity = 16;
        stack = (TreeNode**)malloc(capacity * sizeof(TreeNode*));
        if (stack == NULL) { capacity = 0; return NULL; }
        top = -1;
        push_lefts(root);
    }
    /* if root == NULL: continue with existing stack */

    /* nothing left */
    if (top < 0) {
        free(stack);
        stack = NULL;
        capacity = 0;
        currentRoot = NULL;
        return NULL;
    }

    /* pop top */
    TreeNode *node = stack[top--];
    void *result = node->data;

    /* if right child exists, push it and all its lefts */
    if (node->right != NULL) {
        push_lefts(node->right);
    }

    return result;
}

// Releases all memory resources (including data copies).
void clearTree(TreeNode *root)
{
    // 1. Basis-Fall: Wenn der Knoten NULL ist, beende
    if (root == NULL)
    {
        return;
    }

    // 2. Rekursiver Schritt (gehe in die Tiefe)

    // Gib den linken Teilbaum frei
    clearTree(root->left);

    // Gib den rechten Teilbaum frei
    clearTree(root->right);

    // 3. Aktion: Gebe die Ressourcen dieses Knotens frei

    // Zuerst die dynamisch kopierten Daten freigeben (siehe addToTree)
    if (root->data != NULL)
    {
        free(root->data); // Speicher für die Zahl freigeben
    }

    // Dann den Knoten selbst freigeben
    free(root);
}

// Returns the number of entries in the tree given by root.
unsigned int treeSize(const TreeNode *root)
{
    if (root == NULL) {         //0 for end
        return 0;
    }
    return 1u + treeSize(root->left) + treeSize(root->right); //using 1u to insure unsigned
    //recursively adds entries in the tree after root to left and right
}