Matrix-Struktur definieren

Startcode/imageInput.c

@@ -8,103 +8,15 @@
 
 // TODO Implementieren Sie geeignete Hilfsfunktionen für das Lesen der Bildserie aus einer Datei
 
-/* Liest den Datei-Header sowie Anzahl und Abmessungen der Bilder. */
-static int readFileHeader(FILE *file, unsigned short *count, unsigned short *width, unsigned short *height)
-{
-    char tag[sizeof(FILE_HEADER_STRING) - 1];
-
-    return fread(tag, sizeof(tag), 1, file) == 1 &&
-           memcmp(tag, FILE_HEADER_STRING, sizeof(tag)) == 0 && /* vergleicht File-Header  mit dem erwarteten Wert */
-           fread(count, sizeof(*count), 1, file) == 1 &&
-           fread(width, sizeof(*width), 1, file) == 1 &&
-           fread(height, sizeof(*height), 1, file) == 1 &&
-           *count > 0 && *width > 0 && *height > 0;
-}
-
-/* Liest die Pixel und das unmittelbar folgende Label eines Bildes. */
-static int readImage(FILE *file, GrayScaleImage *image, unsigned char *label, size_t pixelCount)
-{
-    image->buffer = (GrayScalePixelType *)malloc(pixelCount);
-    if (image->buffer == NULL || fread(image->buffer, sizeof(*image->buffer), pixelCount, file) != pixelCount || fread(label, sizeof(*label), 1, file) != 1) /*Prüft ob Speicher korrekt reserviert wurde */
-    {
-        free(image->buffer);
-        image->buffer = NULL;
-        return 0;
-    }
-    return 1;
-}
-
-/* Gibt auch bereits teilweise geladene Serien und deren Pixelpuffer frei. */
-static void freeImages(GrayScaleImageSeries *series)
-{
-    if (series == NULL) /*Prüft ob Serie übergeben Wurde*/
-        return;
-    if (series->images != NULL)
-    {
-        for (unsigned int i = 0; i < series->count; ++i) /* Prüft jedes bIld der Serie*/
-            free(series->images[i].buffer);
-    }
-    free(series->images);
-    free(series->labels);
-    free(series);
-}
 // TODO Vervollständigen Sie die Funktion readImages unter Benutzung Ihrer Hilfsfunktionen
 GrayScaleImageSeries *readImages(const char *path)
 {
     GrayScaleImageSeries *series = NULL;
-    unsigned short count, width, height;
+    
-    size_t pixelCount;
-    FILE *file;
-
-    if (path == NULL || (file = fopen(path, "rb")) == NULL)   /*prüft ob sich Pfad öffnen lässt*/
-        return 0;
-
-    /* Zuerst den Header prüfen, bevor Speicher reserviert wird */
-    if (!readFileHeader(file, &count, &width, &height)) 
-    {
-        fclose(file);
-        freeImages(series);
-        return 0;
-    }
-
-    pixelCount = (size_t)width * height;
-    series = (GrayScaleImageSeries *)calloc(1, sizeof(*series)); /*Speicher für Serie reservieren*/
-    if (series == NULL)
-    {
-
-        fclose(file);
-        freeImages(series);
-        return 0;
-    }
-
-    series->count = count; /*speicher die anzahl der Bilder*/
-    series->images = (GrayScaleImage *)calloc(count, sizeof(*series->images));
-    series->labels = (unsigned char *)malloc(count * sizeof(*series->labels));
-    if (series->images == NULL || series->labels == NULL)
-    {
-        fclose(file);
-        freeImages(series);
-        return 0;
-    }
-
-    /*Parameter jedes Bildes einlesen*/
-    for (unsigned int i = 0; i < count; ++i)
-    {
-        series->images[i].width = width;
-        series->images[i].height = height;
-        if (!readImage(file, &series->images[i], &series->labels[i], pixelCount))
-        {
-            fclose(file);
-            freeImages(series);
-            return 0;
-        }
-    }
-
-    fclose(file);
     return series;
 }
 
+// TODO Vervollständigen Sie die Funktion clearSeries, welche eine Bildserie vollständig aus dem Speicher freigibt
 void clearSeries(GrayScaleImageSeries *series)
 {
-    freeImages(series);
+}
-}

Startcode/imageInputTests.c

@@ -119,17 +119,6 @@ void test_readImagesFailsOnWrongFileTag(void)
     remove(path);
 }
 
-void test_readImagesFailsOnZeroWidth(void)
-{
-    const char *path = "testFile.info2";
-
-    prepareImageFile(path, 0, 8, 1, 1);
-
-    TEST_ASSERT_NULL(readImages(path));
-
-    remove(path);
-}
-
 void setUp(void) {
     // Falls notwendig, kann hier Vorbereitungsarbeit gemacht werden
 }
@@ -149,7 +138,6 @@ int main()
     RUN_TEST(test_readImagesReturnsCorrectLabels);
     RUN_TEST(test_readImagesReturnsNullOnNotExistingPath);
     RUN_TEST(test_readImagesFailsOnWrongFileTag);
-    RUN_TEST(test_readImagesFailsOnZeroWidth);
 
     return UNITY_END();
 }

Startcode/matrix.c

@@ -6,158 +6,30 @@
 
 Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
 {
-    if (rows == 0 || cols == 0) {
-        return (Matrix){0}; // Setzt rows, cols und den Puffer auf 0/NULL
-    }
-    Matrix m;
-    m.rows = rows;
-    m.cols = cols;
-    
-    // Speicher reservieren und mit 0 initialisieren
-    m.buffer = (MatrixType *)calloc((size_t)rows * cols, sizeof(MatrixType));
-    
-    // Falls Arbeitsspeicher voll ist
-    if (m.buffer == NULL) {
-        m.rows = 0;
-        m.cols = 0;
-    }
-    
-    return m;
     
 }
 
 void clearMatrix(Matrix *matrix)
 {
-    //prüfen ob pointer exisitert und ob es einen buffer gibt
-    if (matrix != NULL && matrix->buffer != NULL)
-    {
-        // Speicher freigeben
-        free(matrix->buffer);
-        
-        // Werte zurücksetzen
-        matrix->buffer = NULL;
-        matrix->rows = 0;
-        matrix->cols = 0;
-    }
     
 }
 
 void setMatrixAt(MatrixType value, Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
 {
-    // Sind Idx innerhalb der Matrix?
-    if (matrix.buffer != NULL && rowIdx < matrix.rows && colIdx < matrix.cols)
-    {
-        // Umrechnung von 2D auf 1D
-        matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx] = value;
-    }
     
 }
 
 MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int colIdx)
 {
-    // Sicherheitsprüfung wie beim setzen
-    if (matrix.buffer != NULL && rowIdx < matrix.rows && colIdx < matrix.cols)
-    {
-        return matrix.buffer[rowIdx * matrix.cols + colIdx];
-    }
     
-    // Fehlerwert, falls außerhalb der grenzen
-    return UNDEFINED_MATRIX_VALUE;
 }
 
 Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
 {
-    // Prüfen ob Zeilenanzahl gleich ist und ob buffer existieren
+    
-    if (matrix1.buffer == NULL || matrix2.buffer == NULL || matrix1.rows != matrix2.rows)
-    {
-        return (Matrix){0};
-    }
-    // Wenn beide Matrixen gleich groß sind:
-    if (matrix1.cols == matrix2.cols)
-    {
-        Matrix result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
-        if (result.buffer == NULL) return (Matrix){0};
-
-        unsigned int totalElements = matrix1.rows * matrix1.cols;
-        for (unsigned int i = 0; i < totalElements; i++)
-        {
-            result.buffer[i] = matrix1.buffer[i] + matrix2.buffer[i];
-        }
-        return result;
-    }
-    //Wenn matrix2 ein Spaltenvektor ist 
-    else if (matrix2.cols == 1)
-    {
-        Matrix result = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
-        if (result.buffer == NULL) return (Matrix){0};
-
-        for (unsigned int r = 0; r < matrix1.rows; r++)
-        {
-            for (unsigned int c = 0; c < matrix1.cols; c++)
-            {
-                // Wert mit r und c aus m1 + Wert mit r aus m2
-                result.buffer[r * matrix1.cols + c] = matrix1.buffer[r * matrix1.cols + c] + matrix2.buffer[r];
-            }
-        }
-        return result;
-    }
-    //Wenn matrix1 ein Spaltenvektor ist
-    else if (matrix1.cols == 1)
-    {
-        Matrix result = createMatrix(matrix2.rows, matrix2.cols);
-        if (result.buffer == NULL) return (Matrix){0};
-
-        for (unsigned int r = 0; r < matrix2.rows; r++)
-        {
-            for (unsigned int c = 0; c < matrix2.cols; c++)
-            {
-                //gleich wie davor nur m1 und m2 getauscht
-                result.buffer[r * matrix2.cols + c] = matrix2.buffer[r * matrix2.cols + c] + matrix1.buffer[r];
-            }
-        }
-        return result;
-    }
-
-    return (Matrix){0};
-
 }
 
 Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
 {
-    // Überprüfen, ob die Matrizen gültig sind und ob ihre Dimensionen eine Multiplikation erlauben
+    
-    if (matrix1.buffer == NULL || matrix2.buffer == NULL || matrix1.cols != matrix2.rows)
-    {
-        return (Matrix){0};
-    }
-
-    // Ergebnismatrix erstellen
-    Matrix result = createMatrix(matrix1.rows, matrix2.cols);
-
-    // Überprüfen, ob die Speicherreservierung erfolgreich war
-    if (result.buffer == NULL)
-    {
-        return (Matrix){0};
-    }
-
-    // Jede Zeile der ersten Matrix durchlaufen
-    for (unsigned int i = 0; i < matrix1.rows; i++)
-    {
-        // Jede Spalte der zweiten Matrix durchlaufen
-        for (unsigned int j = 0; j < matrix2.cols; j++)
-        {
-            MatrixType sum = 0;
-
-            // Summe der Produkte berechnen
-            for (unsigned int k = 0; k < matrix1.cols; k++)
-            {
-                sum += matrix1.buffer[i * matrix1.cols + k] *
-                       matrix2.buffer[k * matrix2.cols + j];
-            }
-
-           // Berechneten Wert in der Ergebnismatrix speichern
-            result.buffer[i * result.cols + j] = sum;
-        }
-    }
-
-    return result;
 }

Startcode/matrix.h

@@ -7,9 +7,9 @@ typedef float MatrixType;
 
 // TODO Matrixtyp definieren
 typedef struct {
-    MatrixType *buffer;
     unsigned int rows;
     unsigned int cols;
+    MatrixType *buffer; // Speichert die Matrixwerte in einem Array, zeigt die Speicheradresse des ersten Matrixwerts im Array
 } Matrix;
 
 
@@ -21,4 +21,4 @@ Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2);
 Matrix multiply(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2);
 
 
-#endif
+#endif

Startcode/neuralNetworkTests.c

@@ -9,39 +9,6 @@
 static void prepareNeuralNetworkFile(const char *path, const NeuralNetwork nn)
 {
     // TODO
-    FILE *file = fopen(path, "wb");
-    if (file == NULL)
-    {
-        return;
-    }
-
-    const char *fileTag = "__info2_neural_network_file_format__";
-    fwrite(fileTag, sizeof(char), strlen(fileTag), file);
-
-    if (nn.numberOfLayers > 0)
-    {
-        fwrite(&nn.layers[0].weights.cols, sizeof(int), 1, file);
-        fwrite(&nn.layers[0].weights.rows, sizeof(int), 1, file);
-
-        for (unsigned int i = 0; i < nn.numberOfLayers; i++)
-        {
-            if (i > 0)
-            {
-                fwrite(&nn.layers[i].weights.rows, sizeof(int), 1, file);
-            }
-
-            fwrite(nn.layers[i].weights.buffer, sizeof(MatrixType),
-                   nn.layers[i].weights.rows * nn.layers[i].weights.cols, file);
-
-            fwrite(nn.layers[i].biases.buffer, sizeof(MatrixType),
-                   nn.layers[i].biases.rows * nn.layers[i].biases.cols, file);
-        }
-    }
-
-    int endDimension = 0;
-    fwrite(&endDimension, sizeof(int), 1, file);
-
-    fclose(file);
 }
 
 void test_loadModelReturnsCorrectNumberOfLayers(void)

imageInput.c

@@ -1,110 +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__"
-
-// TODO Implementieren Sie geeignete Hilfsfunktionen für das Lesen der Bildserie aus einer Datei
-
-/* Liest den Datei-Header sowie Anzahl und Abmessungen der Bilder. */
-static int readFileHeader(FILE *file, unsigned short *count, unsigned short *width, unsigned short *height)
-{
-    char tag[sizeof(FILE_HEADER_STRING) - 1];
-
-    return fread(tag, sizeof(tag), 1, file) == 1 &&
-           memcmp(tag, FILE_HEADER_STRING, sizeof(tag)) == 0 && /* vergleicht File-Header  mit dem erwarteten Wert */
-           fread(count, sizeof(*count), 1, file) == 1 &&
-           fread(width, sizeof(*width), 1, file) == 1 &&
-           fread(height, sizeof(*height), 1, file) == 1 &&
-           *count > 0 && *width > 0 && *height > 0;
-}
-
-/* Liest die Pixel und das unmittelbar folgende Label eines Bildes. */
-static int readImage(FILE *file, GrayScaleImage *image, unsigned char *label, size_t pixelCount)
-{
-    image->buffer = (GrayScalePixelType *)malloc(pixelCount);
-    if (image->buffer == NULL || fread(image->buffer, sizeof(*image->buffer), pixelCount, file) != pixelCount || fread(label, sizeof(*label), 1, file) != 1) /*Prüft ob Speicher korrekt reserviert wurde */
-    {
-        free(image->buffer);
-        image->buffer = NULL;
-        return 0;
-    }
-    return 1;
-}
-
-/* Gibt auch bereits teilweise geladene Serien und deren Pixelpuffer frei. */
-static void freeImages(GrayScaleImageSeries *series)
-{
-    if (series == NULL) /*Prüft ob Serie übergeben Wurde*/
-        return;
-    if (series->images != NULL)
-    {
-        for (unsigned int i = 0; i < series->count; ++i) /* Prüft jedes bIld der Serie*/
-            free(series->images[i].buffer);
-    }
-    free(series->images);
-    free(series->labels);
-    free(series);
-}
-// TODO Vervollständigen Sie die Funktion readImages unter Benutzung Ihrer Hilfsfunktionen
-GrayScaleImageSeries *readImages(const char *path)
-{
-    GrayScaleImageSeries *series = NULL;
-    unsigned short count, width, height;
-    size_t pixelCount;
-    FILE *file;
-
-    if (path == NULL || (file = fopen(path, "rb")) == NULL)   /*prüft ob sich Pfad öffnen lässt*/
-        return 0;
-
-    /* Zuerst den Header prüfen, bevor Speicher reserviert wird */
-    if (!readFileHeader(file, &count, &width, &height)) 
-    {
-        fclose(file);
-        freeImages(series);
-        return 0;
-    }
-
-    pixelCount = (size_t)width * height;
-    series = (GrayScaleImageSeries *)calloc(1, sizeof(*series)); /*Speicher für Serie reservieren*/
-    if (series == NULL)
-    {
-
-        fclose(file);
-        freeImages(series);
-        return 0;
-    }
-
-    series->count = count; /*speicher die anzahl der Bilder*/
-    series->images = (GrayScaleImage *)calloc(count, sizeof(*series->images));
-    series->labels = (unsigned char *)malloc(count * sizeof(*series->labels));
-    if (series->images == NULL || series->labels == NULL)
-    {
-        fclose(file);
-        freeImages(series);
-        return 0;
-    }
-
-    /*Parameter jedes Bildes einlesen*/
-    for (unsigned int i = 0; i < count; ++i)
-    {
-        series->images[i].width = width;
-        series->images[i].height = height;
-        if (!readImage(file, &series->images[i], &series->labels[i], pixelCount))
-        {
-            fclose(file);
-            freeImages(series);
-            return 0;
-        }
-    }
-
-    fclose(file);
-    return series;
-}
-
-void clearSeries(GrayScaleImageSeries *series)
-{
-    freeImages(series);
-}