I2_NeuronalesNetz/matrix.c

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

// TODO Matrix-Funktionen implementieren

Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
{
    if (rows != 0 && cols != 0)
    {
        Matrix m = {rows, cols};

        size_t total = (size_t)rows * (size_t)cols;

        MatrixType *block = calloc(total, sizeof(MatrixType));

        if (block == NULL)
        {
            printf("Fehler bei der Speicherreservierung!\n");
            
        }

        m.buffer = block;
        return m;
        
    }
    
    else
    {
        printf("Fehler! Die Anzahl der Reihen und Spalten der Matrix darf nicht null sein!\n");
        
    
}

void clearMatrix(Matrix *matrix)
{
    if (matrix != NULL)
    {
        if (matrix->buffer != NULL)
        {
            free(matrix->buffer);
            matrix->buffer = NULL;
        }

        else
        {
            printf("Die Matrixgröße darf nicht NULL sein!\n");
            
        }
        

        matrix->rows = 0;
        matrix->cols  = 0;
    }

    else
    {
        printf("Keine gültige Matrix zum Leeren!\n");
        
    }
    
}

void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
{
    if (matrix.buffer != NULL)
    {
       if (rowIdx < matrix.rows && colIdx < matrix.cols)
       {
            size_t index = rowIdx * matrix.cols + colIdx;

            matrix.buffer[index] = value;
       }
       else
       {
            printf("Fehler, Zeile bzw Spalte außerhalb der Matrixdimensionen!\n");
            
       }
       
    }
    else
    {
        printf("Fehler! Matrix nicht initialisier oder leer\n");
        
    }
}

MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
{
    if (matrix.buffer != NULL)
    {
        if (rowIdx < matrix.rows && colIdx < matrix.cols)
        {
            size_t index = rowIdx * matrix.cols + colIdx;

            MatrixType value = matrix.buffer[index];

            return value;
        }
        else
        {
            printf("Fehler! Zeile oder Spalte ausserhalb der Matrixdimensionen!\n");
            
        }
        
    }
    else
    {
        printf("Fehler! Matrix nicht initialisiert oder leer!\n");
        
    }
    
}

Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
{
    if (matrix1.cols == matrix2.cols && matrix1.rows == matrix2.rows)
    {
        Matrix matrixAdd = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
        
        for (size_t i = 0; i < matrix1.rows; i++)
        {
            for (size_t j = 0; j < matrix1.cols; j++)
            {
                MatrixType value1 = getMatrixAt(matrix1, i, j);
                MatrixType value2 = getMatrixAt(matrix2, i, j);

                MatrixType sum = value1 + value2;

                size_t index = i * matrix1.cols + j;

                matrixAdd.buffer[index] = sum;
            }
            
        }
        return matrixAdd;
    }

    else if (matrix1.rows == matrix2.rows && matrix2.cols == 1)
    {
        Matrix matrixAdd = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
        
        for (size_t i = 0; i < matrix1.rows; i++)
        {
            for (size_t j = 0; j < matrix1.cols; j++)
            {
                MatrixType value1 = getMatrixAt(matrix1, i, j);
                MatrixType value2 = getMatrixAt(matrix2, i, 1);

                MatrixType sum = value1 + value2;
                size_t index = i * matrix1.cols + j;

                matrixAdd.buffer[index] = sum;
            }
            
        }
        return matrixAdd;        
    }
    
    else if (matrix1.rows == matrix2.rows && matrix1.cols == 1)
    {
        Matrix matrixAdd = createMatrix(matrix2.rows, matrix2.cols);

        for (size_t i = 0; i < matrix2.rows; i++)
        {
            for (size_t j = 0; j < matrix2.cols; j++)
            {
                MatrixType value1 = getMatrixAt(matrix1, i, 1);
                MatrixType value2 = getMatrixAt(matrix2, i, j);

                MatrixType sum = value1 + value2;
                size_t index = i * matrix1.cols + j;

                matrixAdd.buffer[index] = sum;
            }
            
        }
        return matrixAdd;       
    }
    
    else
    {
        printf("Fehler bei der Matrixaddition! Die Matritzen sind nicht gleich gross!\n");
        
    }
    
    
}

Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
{
    if (matrix1.cols == matrix2.rows)
    {
        Matrix matrixMult = createMatrix(matrix1.rows, matrix2.cols);
        MatrixType sum = 0.0;

        for (size_t i = 0; i < matrix1.rows; i++)
        {
            for (size_t j = 0; j < matrix2.cols; j++)
            {
                for (size_t k = 0; k < matrix1.cols; k++)
                {
                    MatrixType value1 = getMatrixAt(matrix1, i, k);
                    MatrixType value2 = getMatrixAt(matrix2, k, j);

                    sum += value1 * value2;
                }
                size_t index = i * matrixMult.cols + j;
                matrixMult.buffer[index] = sum;
            }
            
        }
        return matrixMult;
    }
    else
    {
        printf("Fehler bei der Matrixmultiplikation! Die Anzahl an Zeilen der ersten Matrix entspricht nicht der Anzahl an Spalten der zweiten Matrix!\n");
        
    }
    
    
}