#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "matrix.h"

// TODO Matrix-Funktionen implementieren
// Matrix erstellen
Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
{
   Matrix matrix; 
   matrix.rows = rows;
   matrix.cols = cols;
    // Speicher erstellen und nullsetzen
   matrix.data = (double *)calloc(rows * cols, sizeof(double));

   return matrix;
}
// Matrix Speicher freigeben
void clearMatrix(Matrix *matrix)
{
  if (matrix != NULL && matrix->data != NULL) {
        free(matrix->data);
        matrix->data = 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.data[rowIdx * matrix.cols + colIdx] = value;
}

MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
{
    return matrix.data[rowIdx * matrix.cols + colIdx];
}

Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
{
    // 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.data[i] = matrix1.data[i] + matrix2.data[i];
    }
    
    return result;
}    


Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
{
   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;
    }

    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 vectorValue = getMatrixAt(matrix1, i, j);
                MatrixType matrixValue = getMatrixAt(matrix2, i, 0);
                setMatrixAt(vectorValue + matrixValue, result, i, j);
            }
        }
        return result;
    }

    else {
        // 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.cols, matrix2.rows);
        
         // 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;
    }
}