updating

Reviewed-on: freudenreichan/info2Praktikum-NeuronalesNetz#4

.gitignore

@@ -1,4 +1,61 @@
-mnist
-runTests
+# ---> C
+# Prerequisites
+*.d
+
+# Object files
 *.o
-*.exe
+*.ko
+*.obj
+*.elf
+
+# Linker output
+*.ilk
+*.map
+*.exp
+
+# Precompiled Headers
+*.gch
+*.pch
+
+# Libraries
+*.lib
+*.la
+*.lo
+
+# Shared objects (inc. Windows DLLs)
+*.dll
+*.so
+*.so.*
+*.dylib
+
+# Executables
+*.exe
+*.out
+*.app
+*.i*86
+*.x86_64
+*.hex
+Startcode/mnist
+Startcode/runTests
+
+# Debug files
+*.dSYM/
+*.su
+*.idb
+*.pdb
+
+# Kernel Module Compile Results
+*.mod*
+*.cmd
+.tmp_versions/
+modules.order
+Module.symvers
+Mkfile.old
+dkms.conf
+
+# IDE folders
+.vscode/
+.idea/
+
+# macOS
+.DS_Store

Startcode/imageInput.c

@@ -0,0 +1,22 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include "imageInput.h"
+
+#define BUFFER_SIZE 100
+#define FILE_HEADER_STRING "__info2_image_file_format__"
+
+// TODO Implementieren Sie geeignete Hilfsfunktionen für das Lesen der Bildserie aus einer Datei
+
+// TODO Vervollständigen Sie die Funktion readImages unter Benutzung Ihrer Hilfsfunktionen
+GrayScaleImageSeries *readImages(const char *path)
+{
+    GrayScaleImageSeries *series = NULL;
+    
+    return series;
+}
+
+// TODO Vervollständigen Sie die Funktion clearSeries, welche eine Bildserie vollständig aus dem Speicher freigibt
+void clearSeries(GrayScaleImageSeries *series)
+{
+}

Startcode/matrix.c

@@ -0,0 +1,35 @@
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include "matrix.h"
+
+// TODO Matrix-Funktionen implementieren
+
+Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
+{
+    
+}
+
+void clearMatrix(Matrix *matrix)
+{
+    
+}
+
+void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
+{
+    
+}
+
+MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
+{
+    
+}
+
+Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
+{
+    
+}
+
+Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
+{
+    
+}

Startcode/matrix.h

@@ -6,13 +6,6 @@
 typedef float MatrixType;
 
 // TODO Matrixtyp definieren
-typedef struct
-{
-    int rows;
-    int cols;
-    float *buffer;
-    
-} Matrix;
 
 
 Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols);

Startcode/matrixTests.c

@@ -164,7 +164,7 @@ void test_setMatrixAtFailsOnIndicesOutOfRange(void)
     Matrix matrixToTest = {.rows=2, .cols=3, .buffer=buffer};
 
     setMatrixAt(-1, matrixToTest, 2, 3);
-    TEST_ASSERT_EQUAL_FLOAT_ARRAY(expectedResults, matrixToTest.buffer, matrixToTest.cols * matrixToTest.rows);
+    TEST_ASSERT_EQUAL_FLOAT_ARRAY(expectedResults, matrixToTest.buffer, sizeof(buffer)/sizeof(MatrixType));
 }
 
 void setUp(void) {

Startcode/neuralNetworkTests.c

@@ -8,43 +8,7 @@
 
 static void prepareNeuralNetworkFile(const char *path, const NeuralNetwork nn)
 {
-    FILE *file = fopen(path, "wb");
-    if (file == NULL) {
-        return;
-    }
-    
-    // Magic String direkt schreiben
-    const char *header = "__info2_neural_network_file_format__";
-    fwrite(header, sizeof(char), strlen(header), file);
-    
-    // Erste inputDimension schreiben (vom ersten Layer)
-    if (nn.numberOfLayers > 0) {
-        unsigned int inputDim = nn.layers[0].weights.cols;
-        fwrite(&inputDim, sizeof(unsigned int), 1, file);
-    }
-    
-    // Für jeden Layer: outputDimension, weights und biases schreiben
-    for (unsigned int i = 0; i < nn.numberOfLayers; i++) {
-        Layer layer = nn.layers[i];
-        
-        // Output-Dimension dieses Layers schreiben
-        unsigned int outputDim = layer.weights.rows;
-        fwrite(&outputDim, sizeof(unsigned int), 1, file);
-        
-        // Weights schreiben (alle Daten)
-        unsigned int weightSize = layer.weights.rows * layer.weights.cols;
-        fwrite(layer.weights.buffer, sizeof(MatrixType), weightSize, file);
-        
-        // Biases schreiben (alle Daten)
-        unsigned int biasSize = layer.biases.rows * layer.biases.cols;
-        fwrite(layer.biases.buffer, sizeof(MatrixType), biasSize, file);
-    }
-    
-    // Endmarkierung schreiben (0 als nächste outputDimension)
-    unsigned int endMarker = 0;
-    fwrite(&endMarker, sizeof(unsigned int), 1, file);
-    
-    fclose(file);
+    // TODO
 }
 
 void test_loadModelReturnsCorrectNumberOfLayers(void)

imageInput.c

@@ -1,154 +0,0 @@
-#include <stdio.h>
-#include <stdlib.h>
-#include <string.h>
-#include "imageInput.h"
-
-#define BUFFER_SIZE 100
-#define FILE_HEADER_STRING "__info2_image_file_format__"
-
-// Hilfsfunktion: File Header überprüfen
-static int checkFileHeader(FILE* f) {
-    char buffer[BUFFER_SIZE]; 
-    size_t len = strlen(FILE_HEADER_STRING);
-    
-    if (fread(buffer, 1, len, f) != len) {
-        return -1; // Fehler beim Lesen
-    }
-    
-    buffer[len] = '\0';
-    return strcmp(buffer, FILE_HEADER_STRING) == 0 ? 0 : -1;
-}
-
-// Hilfsfunktion: Metadaten lesen (Anzahl, Breite, Höhe)
-static int readImageMeta(FILE* f, unsigned short* count, unsigned short* width, unsigned short* height) {
-    if (fread(count, sizeof(unsigned short), 1, f) != 1) return -1;
-    if (fread(width, sizeof(unsigned short), 1, f) != 1) return -1;
-    if (fread(height, sizeof(unsigned short), 1, f) != 1) return -1;
-    return 0;
-}
-
-// Hilfsfunktion: Ein einzelnes Bild einlesen (NUR Pixel, OHNE Label)
-static GrayScaleImage readSingleImage(FILE* f, unsigned short width, unsigned short height) {
-    GrayScaleImage img;
-
-    // Breite und Höhe setzen
-    img.width = width;
-    img.height = height;
-
-    // Speicher für Pixel reservieren
-    size_t pixelCount = (size_t)width * (size_t)height;
-    img.buffer = malloc(pixelCount * sizeof(GrayScalePixelType));
-
-    if (img.buffer == NULL) {
-        // Fehlerfall: kein Speicher
-        img.width = 0;
-        img.height = 0;
-        return img;
-    }
-
-    // Pixeldaten einlesen
-    if (fread(img.buffer, sizeof(GrayScalePixelType), pixelCount, f) != pixelCount) {
-        // Fehler beim Lesen: Speicher freigeben
-        free(img.buffer);
-        img.buffer = NULL;
-        img.width = 0;
-        img.height = 0;
-    }
-
-    return img;
-}
-
-// Hauptfunktion: Bildserie aus Datei lesen
-GrayScaleImageSeries *readImages(const char *path)
-{
-    FILE *f = fopen(path, "rb");
-    if (f == NULL) {
-        return NULL; // Datei konnte nicht geöffnet werden
-    }
-
-    // 1. Header prüfen
-    if (checkFileHeader(f) != 0) {
-        fclose(f);
-        return NULL; // falsches Dateiformat
-    }
-
-    // 2. Metadaten lesen (Anzahl, Breite, Höhe)
-    unsigned short count, width, height;
-    if (readImageMeta(f, &count, &width, &height) != 0) {
-        fclose(f);
-        return NULL; // Metadaten konnten nicht gelesen werden
-    }
-
-    // 3. Speicher für Serie reservieren
-    GrayScaleImageSeries *series = malloc(sizeof(GrayScaleImageSeries));
-    if (series == NULL) {
-        fclose(f);
-        return NULL; // Speicherfehler
-    }
-
-    series->count = count;
-    series->images = malloc(count * sizeof(GrayScaleImage));
-    series->labels = malloc(count * sizeof(unsigned char));
-
-    if (series->images == NULL || series->labels == NULL) {
-        free(series->images);
-        free(series->labels);
-        free(series);
-        fclose(f);
-        return NULL;
-    }
-
-    // 4. Bilder + Labels einlesen
-    for (unsigned short i = 0; i < count; i++) {
-        // Bild einlesen
-        series->images[i] = readSingleImage(f, width, height);
-        
-        // Prüfen ob Bild erfolgreich gelesen wurde
-        if (series->images[i].buffer == NULL) {
-            // Fehler beim Bild-Lesen → Serie freigeben
-            clearSeries(series);
-            fclose(f);
-            return NULL;
-        }
-
-        // Label einlesen
-        if (fread(&series->labels[i], sizeof(unsigned char), 1, f) != 1) {
-            // Fehler beim Label-Lesen → Serie freigeben
-            clearSeries(series);
-            fclose(f);
-            return NULL;
-        }
-    }
-
-    fclose(f);
-    return series;
-}
-
-// Funktion: Bildserie vollständig aus dem Speicher freigeben
-void clearSeries(GrayScaleImageSeries *series)
-{
-    if (series == NULL) {
-        return;
-    }
-
-    // Alle einzelnen Bilder freigeben
-    if (series->images != NULL) {
-        for (unsigned int i = 0; i < series->count; i++) {
-            if (series->images[i].buffer != NULL) {
-                free(series->images[i].buffer);
-                series->images[i].buffer = NULL;
-            }
-        }
-        free(series->images);
-        series->images = NULL;
-    }
-
-    // Labels-Array freigeben
-    if (series->labels != NULL) {
-        free(series->labels);
-        series->labels = NULL;
-    }
-
-    // Die Serie selbst freigeben
-    free(series);
-}

matrix.c

@@ -1,139 +0,0 @@
-#include <stdlib.h>
-#include <string.h>
-#include "matrix.h"
-
-// TODO Matrix-Funktionen implementieren
-// Matrix erstellen
-Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
-{
-    // Falls eine Matrix eine Null Dimension hat leere Matrix ausgeben
-   if (rows ==0 || cols == 0){
-       Matrix empty = {0, 0, NULL};
-            return empty;
-        }
-
-   Matrix matrix; 
-   matrix.rows = rows;
-   matrix.cols = cols;
-    // Speicher erstellen und nullsetzen
-   matrix.buffer = (MatrixType *)calloc(rows * cols, sizeof(MatrixType));
-
-   return matrix;
-}
-// Matrix Speicher freigeben
-void clearMatrix(Matrix *matrix)
-{
-  if (matrix != NULL && matrix->buffer != NULL) {
-        free(matrix->buffer);
-        matrix->buffer = NULL;
-        matrix->rows = 0;
-        matrix->cols = 0;
-    }  
-}
-
-// Matrix muss von 2D in 1D umgewandelt werden deswegen (Zeile* Anzahl Spalten + Spalte)
-// um an entsprechende Speicheradresse zu kommen
-void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
-{
-    matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx] = value;
-}
-
-MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
-{
-    // Prüfen ob Indizes im gültigen Bereich sind
-    if (rowIdx >= matrix.rows || colIdx >= matrix.cols) {
-        return 0;
-    }
-    
-    // Prüfen ob was im Buffer ist
-    if (matrix.buffer == NULL) {
-        return 0;
-    }
-    
-    return matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx];
-}
-
-Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
-{
-    // Broadcasting Fall 1: matrix1 ist ein Spaltenvektor
-    if (matrix1.cols == 1 && matrix1.rows == matrix2.rows) {
-        // Neue Matrix mit passender Dimension erstellen
-        Matrix result = createMatrix(matrix2.rows, matrix2.cols);
-    
-        // Vektor zu jeder Spalte addieren
-        for (unsigned int i = 0; i < result.rows; i++) {
-            for (unsigned int j = 0; j < result.cols; j++) {
-                MatrixType vectorValue = getMatrixAt(matrix1, i, 0);
-                MatrixType matrixValue = getMatrixAt(matrix2, i, j);
-                setMatrixAt(vectorValue + matrixValue, result, i, j);
-            }
-        }
-        return result;
-    }
-
-    // Broadcasting Fall 2: matrix2 ist ein Spaltenvektor
-    else if (matrix2.cols == 1 && matrix2.rows == matrix1.rows) {
-        // Neue Matrix mit passender Dimension erstellen
-        Matrix result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
-
-        // Vektor zu jeder Spalte addieren
-        for (unsigned int i = 0; i < result.rows; i++) {
-            for (unsigned int j = 0; j < result.cols; j++) {
-                MatrixType matrixValue = getMatrixAt(matrix1, i, j);
-                MatrixType vectorValue = getMatrixAt(matrix2, i, 0);
-                setMatrixAt(matrixValue + vectorValue, result, i, j);
-            }
-        }
-        return result;
-    }
-    
-    // Normale elementweise Addition: Dimensionen müssen übereinstimmen
-    else if (matrix1.rows == matrix2.rows && matrix1.cols == matrix2.cols) {
-        // Neue Matrix mit passender Dimension erstellen
-        Matrix result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
-        
-        // Alle Elemente einzeln addieren
-        for (unsigned int i = 0; i < matrix1.rows * matrix1.cols; i++) {
-            result.buffer[i] = matrix1.buffer[i] + matrix2.buffer[i];
-        }
-        
-        return result;
-    }
-    
-    // Fehlerfall: Dimensionen passen nicht
-    else {
-        Matrix empty = {0, 0, NULL};
-        return empty;
-    }
-}
-
-
-Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
-{
-        // Prüfen ob Matrizen multipiziert werden können
-        if (matrix1.cols != matrix2.rows) {
-            // Fehlerfall: Leere Matrix zurückgeben
-            Matrix empty = {0, 0, NULL};
-            return empty;
-        }
-        // Neue Matrix mit passender Dimension erstellen
-        Matrix result = createMatrix(matrix1.rows, matrix2.cols);
-        
-         // Matrix-Multiplikation durchführen
-        for (unsigned int i = 0; i < result.rows; i++) {
-            for (unsigned int j = 0; j < result.cols; j++) {
-                MatrixType sum = 0.0;
-                
-                // Skalarprodukt der i-ten Zeile mit j-ter Spalte
-                for (unsigned int k = 0; k < matrix1.cols; k++) {
-                    MatrixType a = getMatrixAt(matrix1, i, k);
-                    MatrixType b = getMatrixAt(matrix2, k, j);
-                    sum += a * b;
-                }
-                
-                setMatrixAt(sum, result, i, j);
-            }
-        }
-        return result;
-    
-}