AlgoDatSoSe25/utils/memory_cell.py

from memory_manager import MemoryManager
from literal import Literal

class MemoryCell (Literal):
    def __init__(self, value=None):
        """Initialisiert eine Speicherzelle mit optionalem Startwert."""
        super().__init__(value)
        manager = MemoryManager.get_instance()
        manager.add_cell(self)
        self.write_count = 0
        self.add_count = 0
        self.sub_count = 0
        self.mul_count = 0
        self.div_count = 0
        self.bitop_count = 0
        if value is not None:
            self.write_count +=1
        else:
            self.value = 0

    def reset_counters(self):
        """Setzt alle Zähler auf 0 zurück."""
        super().reset_counters()
        self.write_count = 0
        self.add_count = 0
        self.sub_count = 0
        self.mul_count = 0
        self.div_count = 0
        self.bitop_count = 0

    def set(self, new_value):
        """Schreibt einen neuen Wert in die Speicherzelle und erhöht den Schreibzähler."""
        self.write_count += 1
        self.value = new_value

    def add(self, other):
        """Addiert den Wert der Speicherzelle mit einem anderen Wert."""
        self.set((self + other).value)

    def sub(self, other):
        """Subtrahiert den Wert der Speicherzelle mit einem anderen Wert."""
        self.set((self - other).value)

    def mul(self, other):
        """Multipliziert den Wert der Speicherzelle mit einem anderen Wert."""
        self.set((self * other).value)

    def div(self, other):
        """Dividiert den Wert der Speicherzelle durch einen anderen Wert."""
        self.set((self // other).value)

    def modulo(self, other):
        """Berechnet den Modulo des Wertes der Speicherzelle durch einen anderen Wert."""
        self.set((self % other).value)

    def lshift(self, other):
        """Verschiebt den Wert der Speicherzelle um eine bestimmte Anzahl von Bits nach links."""
        assert isinstance(other, Literal), "Can only lshift Literal or MemoryCell by MemoryCell"
        self.bitop_count += 1
        self.read_count += 1
        self.write_count += 1
        other.read_count += 1
        self.value <<= other.value

    def rshift(self, other):
        """Verschiebt den Wert der Speicherzelle um eine bestimmte Anzahl von Bits nach rechts."""
        assert isinstance(other, Literal), "Can only rshift Literal or MemoryCell by MemoryCell"
        self.bitop_count += 1
        self.read_count += 1
        self.write_count += 1
        other.read_count += 1
        self.value >>= other.value

    def and_op(self, other):
        """Führt ein Bitweise AND auf den Wert der Speicherzelle mit einem anderen Wert aus."""
        assert isinstance(other, Literal), "Can only and Literal or MemoryCell with MemoryCell"
        self.bitop_count += 1
        self.read_count += 1
        self.write_count += 1
        other.read_count += 1
        self.value &= other.value

    def or_op(self, other):
        """Führt ein Bitweise OR auf den Wert der Speicherzelle mit einem anderen Wert aus."""
        assert isinstance(other, Literal), "Can only or Literal or MemoryCell with MemoryCell"
        self.bitop_count += 1
        self.read_count += 1
        self.write_count += 1
        other.read_count += 1
        self.value |= other.value

    def xor_op(self, other):
        """Führt ein Bitweise XOR auf den Wert der Speicherzelle mit einem anderen Wert aus."""
        assert isinstance(other, Literal), "Can only xor Literal or MemoryCell with MemoryCell"
        self.bitop_count += 1
        self.read_count += 1
        self.write_count += 1
        other.read_count += 1
        self.value ^= other.value

    def get_write_count(self):
        """Gibt zurück, wie oft der Wert geschrieben wurde."""
        return self.write_count

    def __repr__(self):
        """Repräsentation der Speicherzelle für Debugging-Zwecke."""
        return f"MemoryCell(value={self.value}, reads={self.read_count}, writes={self.write_count})"

    def __add__(self, other):
        assert isinstance(other, Literal), "Can only add Literal or MemoryCell to MemoryCell"
        self.add_count += 1
        self.read_count += 1
        other.read_count += 1
        return Literal(self.value + other.value)

    def __sub__(self, other):
        assert isinstance(other, Literal), "Can only add Literal or MemoryCell to MemoryCell"
        self.sub_count += 1
        self.read_count += 1
        other.read_count += 1
        return Literal(self.value - other.value)

    def __mul__(self, other):
        assert isinstance(other, Literal), "Can only mul Literal or MemoryCell with MemoryCell"
        self.mul_count += 1
        self.read_count += 1
        other.read_count += 1
        return Literal(self.value * other.value)

    def __truediv__(self, other):
        assert isinstance(other, Literal), "Can only div Literal or MemoryCell by MemoryCell"
        self.div_count += 1
        self.read_count += 1
        other.read_count += 1
        return Literal(self.value / other.value)

    def __floordiv__(self, other):
        assert isinstance(other, Literal), "Can only div Literal or MemoryCell by MemoryCell"
        self.div_count += 1
        self.read_count += 1
        other.read_count += 1
        return Literal(self.value // other.value)

    def __mod__(self, other):
        assert isinstance(other, Literal), "Can only div Literal or MemoryCell by MemoryCell"
        self.div_count += 1
        self.read_count += 1
        other.read_count += 1
        return Literal(self.value % other.value)

    def __iadd__(self, other):
        self.add(other)
        return self

    def __isub__(self, other):
        self.sub(other)
        return self

    def __imul__(self, other):
        self.mul(other)
        return self

    def __itruediv__(self, other):
        self.set(self // other)
        return self

    def __ifloordiv__(self, other):
        self.div(other)
        return self

    def __imod__(self, other):
        self.mod(other)
        return self


if __name__ == "__main__":
    a = MemoryCell(5)
    b = MemoryCell(3)
    a += b
    print(f"Ergebnis: {a}")
    print(f"a wurde {a.get_read_count()} mal gelesen und {a.get_write_count()} mal geschrieben.")
    print(f"b wurde {b.get_read_count()} mal gelesen und {b.get_write_count()} mal geschrieben.")
    MemoryManager.print_statistics()