diff --git a/20240111/hp-20240111.pdf b/20240111/hp-20240111.pdf
index d0fe82a6dfacae31d92e6e94ffc75cb272446cdc..3945cf52b188dc17c26823f3e4044055e28356f1 100644
Binary files a/20240111/hp-20240111.pdf and b/20240111/hp-20240111.pdf differ
diff --git a/20240111/hp-20240111.tex b/20240111/hp-20240111.tex
index e367d2765f8939fe4e68d9e138d49d106ce73769..06d28fb70cd5b7e12cca0b26af06523b2f3dd4ba 100644
--- a/20240111/hp-20240111.tex
+++ b/20240111/hp-20240111.tex
@@ -929,6 +929,8 @@
\end{frame}
+\iffalse
+
\begin{frame}
\showsection
@@ -1103,8 +1105,6 @@
\end{frame}
-\iffalse
-
\begin{frame}
\shownosectionnonumber
diff --git a/20240118/aufgabe-1.c b/20240118/aufgabe-1.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..f26ce5d665012e2cdbaac8b0f43f01d40f338254
--- /dev/null
+++ b/20240118/aufgabe-1.c
@@ -0,0 +1,47 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+typedef struct node
+{
+ int content;
+ struct node *next;
+} node;
+
+void output_list (node *first)
+{
+ for (node *p = first; p; p = p->next)
+ printf ("%d ", p->content);
+ printf ("\n");
+}
+
+void insert_into_list (node *what, node *where)
+{
+ what->next = where->next;
+ where->next = what;
+}
+
+int main (void)
+{
+ node *element3 = malloc (sizeof (node));
+ node *element7 = malloc (sizeof (node));
+ node *element137 = malloc (sizeof (node));
+
+ element3->content = 3;
+ element7->content = 7;
+ element137->content = 137;
+
+ node *first = element3;
+ element3->next = element7;
+ element7->next = element137;
+ element137->next = NULL;
+
+ output_list (first);
+
+ node *element5 = malloc (sizeof (node));
+ element5->content = 5;
+ insert_into_list (element5, element3);
+
+ output_list (first);
+
+ return 0;
+}
diff --git a/20240118/aufgabe-1b-gpt.c b/20240118/aufgabe-1b-gpt.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..3b75051963b0f8f325725a2b71305c88f9a6b8e6
--- /dev/null
+++ b/20240118/aufgabe-1b-gpt.c
@@ -0,0 +1,23 @@
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+
+void insert_into_string (char src, char *target, int pos) {
+ // Bestimme die Länge des Strings target
+ int len = strlen(target);
+
+ // Verschiebe alle Zeichen des Strings ab der Stelle pos um eine Stelle nach rechts
+ for (int i = len; i > pos; i--) {
+ target[i] = target[i-1];
+ }
+
+ // Füge das Zeichen src an der Stelle pos ein
+ target[pos] = src;
+}
+
+int main (void)
+{
+ char test[] = "Hochshule Bochum";
+ insert_into_string ('c', test, 5);
+ printf ("%s\n", test);
+ return 0;
+}
diff --git a/20240118/aufgabe-1e-gpt.c b/20240118/aufgabe-1e-gpt.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..7e010cb2b66d3dd447b0aa9e64c9d591fc9cb0d3
--- /dev/null
+++ b/20240118/aufgabe-1e-gpt.c
@@ -0,0 +1,42 @@
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+
+void insert_into_string (char src, char *target, int pos) {
+ // Bestimme die Länge des Strings target
+ int len = strlen(target);
+
+ // Verschiebe alle Zeichen des Strings ab der Stelle pos um eine Stelle nach rechts
+ for (int i = len; i > pos; i--) {
+ target[i] = target[i-1];
+ }
+
+ // Füge das Zeichen src an der Stelle pos ein
+ target[pos] = src;
+}
+
+void insert_into_string_sorted (char src, char *target) {
+ // Bestimme die Länge des Strings target
+ int len = strlen(target);
+
+ // Iteriere über alle Zeichen des Strings target
+ for (int i = 0; i < len; i++) { // Wenn das aktuelle Zeichen alphabetisch hinter src liegt, füge src an dieser Stelle ein
+ if (target[i] > src) {
+ insert_into_string(src, target, i);
+ return;
+ }
+ }
+
+ // Wenn src das letzte Zeichen im String ist, füge es am Ende des Strings ein
+ insert_into_string(src, target, len);
+}
+
+int main (void)
+{
+ char test[100] = "";
+ insert_into_string_sorted ('c', test);
+ insert_into_string_sorted ('a', test);
+ insert_into_string_sorted ('d', test);
+ insert_into_string_sorted ('b', test);
+ printf ("%s\n", test);
+ return 0;
+}
diff --git a/20240118/aufgabe-1g-gpt.c b/20240118/aufgabe-1g-gpt.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..047fa6f565913323f715d8b9a7ce413e70a2b07a
--- /dev/null
+++ b/20240118/aufgabe-1g-gpt.c
@@ -0,0 +1,52 @@
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+
+void insert_into_string (char src, char *target, int pos) {
+ // Bestimme die Länge des Strings target
+ int len = strlen(target);
+
+ // Verschiebe alle Zeichen des Strings ab der Stelle pos um eine Stelle nach rechts
+ for (int i = len; i > pos; i--) {
+ target[i] = target[i-1];
+ }
+
+ // Füge das Zeichen src an der Stelle pos ein
+ target[pos] = src;
+}
+
+void insert_into_string_sorted (char src, char *target) {
+ // Bestimme die Länge des Strings target
+ int len = strlen(target);
+
+ // Setze die Grenzen für die binäre Suche auf das erste und letzte Zeichen des Strings
+ int left = 0;
+ int right = len - 1;
+
+ // Führe die binäre Suche durch, bis left und right auf dasselbe Zeichen zeigen
+ while (left < right) { // Bestimme die Mitte des aktuellen Suchbereichs
+ int mid = (left + right) / 2;
+
+ // Wenn src alphabetisch vor dem aktuellen Zeichen liegt, suche im linken Teilbereich weiter
+ if (src < target[mid]) {
+ right = mid;
+ }
+ // Wenn src alphabetisch hinter dem aktuellen Zeichen liegt, suche im rechten Teilbereich weiter
+ else {
+ left = mid + 1;
+ }
+ }
+
+ // Füge src an der Stelle left in den String ein
+ insert_into_string(src, target, left);
+}
+
+int main (void)
+{
+ char test[100] = "";
+ insert_into_string_sorted ('c', test);
+ insert_into_string_sorted ('a', test);
+ insert_into_string_sorted ('d', test);
+ insert_into_string_sorted ('b', test);
+ printf ("%s\n", test);
+ return 0;
+}
diff --git a/20240118/aufgabe-3.c b/20240118/aufgabe-3.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..5b0cb23fdd5ee15a4403808c18d2104ed49caf3f
--- /dev/null
+++ b/20240118/aufgabe-3.c
@@ -0,0 +1,62 @@
+#include <gtk/gtk.h>
+
+#define WIDTH 320
+#define HEIGHT 240
+
+double t = 0.0;
+double dt = 0.2;
+
+int r = 5;
+
+double x = 10;
+double y = 200;
+double vx = 20;
+double vy = -60;
+double g = 9.81;
+
+gboolean draw (GtkWidget *widget, cairo_t *c, gpointer data)
+{
+ GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 1.0 };
+
+ gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
+ cairo_arc (c, x, y, r, 0, 2 * G_PI);
+ cairo_fill (c);
+
+ return FALSE;
+}
+
+gboolean timer (GtkWidget *widget)
+{
+ t += dt;
+ x += vx * dt;
+ y += vy * dt;
+ vx = vx;
+ vy = 0.5 * g * (t * t);
+ if (y + r >= HEIGHT)
+ vy = -vy * 0.9;
+ if (x + r >= WIDTH)
+ vx = -vx * 0.9;
+ if (x - r <= 0)
+ vx = -vx * 0.9;
+ gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
+ g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
+ return FALSE;
+}
+
+int main (int argc, char **argv)
+{
+ gtk_init (&argc, &argv);
+
+ GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
+ gtk_widget_show (window);
+ gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
+ g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);
+
+ GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
+ gtk_widget_show (drawing_area);
+ gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
+ gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
+
+ gtk_main ();
+ return 0;
+}
diff --git a/20240118/hello-gtk.png b/20240118/hello-gtk.png
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..cca99209d86683a9a3b0f70bbc149780bae10ba6
--- /dev/null
+++ b/20240118/hello-gtk.png
@@ -0,0 +1 @@
+../common/hello-gtk.png
\ No newline at end of file
diff --git a/20240118/hp-20240118.pdf b/20240118/hp-20240118.pdf
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..bdbcd644e3c6f971a55f50898f9a92c7b17a030c
Binary files /dev/null and b/20240118/hp-20240118.pdf differ
diff --git a/20240118/hp-20240118.tex b/20240118/hp-20240118.tex
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..56f3a9afd729e58d8ccc4aa7187db57ad31e2517
--- /dev/null
+++ b/20240118/hp-20240118.tex
@@ -0,0 +1,1133 @@
+% hp-20240118.pdf - Lecture Slides on Low-Level Programming
+% Copyright (C) 2012, 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021, 2022, 2023, 2024 Peter Gerwinski
+%
+% This document is free software: you can redistribute it and/or
+% modify it either under the terms of the Creative Commons
+% Attribution-ShareAlike 3.0 License, or under the terms of the
+% GNU General Public License as published by the Free Software
+% Foundation, either version 3 of the License, or (at your option)
+% any later version.
+%
+% This document is distributed in the hope that it will be useful,
+% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+% MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
+% GNU General Public License for more details.
+%
+% You should have received a copy of the GNU General Public License
+% along with this document. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+%
+% You should have received a copy of the Creative Commons
+% Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
+% document. If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
+
+% README: Datenstrukturen
+
+\documentclass[10pt,t]{beamer}
+
+\usepackage{pgslides}
+\usepackage{tikz}
+\usepackage{rotating}
+
+\newcommand{\redurl}[1]{\href{#1}{\color{red}\nolinkurl{#1}}}
+
+\title{Hardwarenahe Programmierung}
+\author{Prof.\ Dr.\ rer.\ nat.\ Peter Gerwinski}
+\date{18.\ Januar 2024}
+
+\begin{document}
+
+\maketitleframe
+
+\title{Hardwarenahe Programmierung}
+
+\nosectionnonumber{\inserttitle}
+
+\begin{frame}
+
+ \shownosectionnonumber
+
+ \begin{itemize}
+ \item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
+ \hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp}}}
+ \item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
+ \item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
+ \item[\textbf{4}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+ \item[\textbf{5}] \textbf{Algorithmen}
+ \item[\textbf{6}] \textbf{Objektorientierte Programmierung}
+ \begin{itemize}
+ \color{medgreen}
+ \item[6.0] Dynamische Speicherverwaltung
+ \item[6.1] Konzepte und Ziele
+ \item[6.2] Beispiel: Zahlen und Buchstaben
+ \item[6.3] Unions
+ \item[6.4] Virtuelle Methoden
+ \item[6.5] Beispiel: Graphische Benutzeroberfläche (GUI)
+ \item[6.6] Ausblick: C++
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{7}] \textbf{Datenstrukturen}
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\setcounter{section}{5}
+\section{Objektorientierte Programmierung}
+
+\addtocounter{subsection}{-1}
+\subsection{Dynamische Speicherverwaltung}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Array: feste Anzahl von Elementen desselben Typs (z.\,B.\ 3 ganze Zahlen)
+ \item
+ Dynamisches Array: variable Anzahl von Elementen desselben Typs
+ \end{itemize}
+
+ \bigskip
+
+ \begin{lstlisting}
+ char *name[] = { "Anna", "Berthold", "Caesar" };
+
+ ...
+
+ name[3] = "Dieter";
+ \end{lstlisting}
+
+ \begin{picture}(0,0)
+ \color{red}
+ \put(0,0){\line(3,1){3.5}}
+ \put(0,1){\line(3,-1){3.5}}
+ \end{picture}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \bigskip
+
+ \begin{lstlisting}
+ #include <stdlib.h>
+
+ ...
+
+ char **name = malloc (3 * sizeof (char *));
+ /* Speicherplatz für 3 Zeiger anfordern */
+
+ ...
+
+ free (name);
+ /* Speicherplatz freigeben */
+
+ \end{lstlisting}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Konzepte und Ziele}
+
+\begin{frame}
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \begin{itemize}
+ \item
+% Array: feste Anzahl von Elementen desselben Typs (z.\,B.\ 3 ganze Zahlen)
+ Array: Elemente desselben Typs (z.\,B.\ 3 ganze Zahlen)
+% \item
+% Dynamisches Array: variable Anzahl von Elementen desselben Typs
+ \item
+ Problem: Elemente unterschiedlichen Typs
+ \item
+ Lösung: den Typ des Elements zusätzlich speichern \textarrow\ \newterm{Objekt}
+ \item
+ Problem: Die Elemente sind unterschiedlich groß (Speicherplatz).
+ \item
+ Lösung: Im Array nicht die Objekte selbst speichern, sondern Zeiger darauf.
+ \end{itemize}
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Funktionen, die mit dem Objekt arbeiten: \newterm{Methoden}
+ \begin{onlyenv}<1>
+ \item
+ Was die Funktion bewirkt,\\
+ hängt vom Typ des Objekts ab
+ \item
+ Realisierung über endlose \lstinline{if}-Ketten
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<2>
+ \item
+ Was die Funktion bewirkt
+ \begin{picture}(0,0)
+ \color{red}
+ \put(-4.00,-0.05){\tikz{\draw[thick](0,0.25)--(3.75,-0.05);%
+ \draw[thick](-0.1,-0.05)--(3.75,0.3);}}
+ \end{picture}%
+ Welche Funktion aufgerufen wird,\\
+ hängt vom Typ des Objekts ab: \newterm{virtuelle Methode}
+ \item
+ Realisierung über endlose \lstinline{if}-Ketten%
+ \begin{picture}(0,0)
+ \color{red}
+ \put(-2.75,-0.05){\tikz{\draw[thick](0,0.25)--(2.5,-0.05);%
+ \draw[thick](-0.1,-0.05)--(2.5,0.3);}}
+ \put(1.5,-1.1){\begin{rotate}{7}\large\bf\textarrow\
+ kommt gleich
+% nächste Woche
+ \end{rotate}}
+ \end{picture}
+ Zeiger, die im Objekt gespeichert sind\\
+ (Genaugenommen: Tabelle von Zeigern)
+ \end{onlyenv}
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Problem: Elemente unterschiedlichen Typs
+ \item
+ Lösung: den Typ des Elements zusätzlich speichern \textarrow\ \newterm{Objekt}
+ \item
+ \newterm{Methoden\/} und \newterm{virtuelle Methoden}
+ \end{itemize}
+
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Zeiger auf verschiedene Strukturen\\
+ mit einem gemeinsamen Anteil von Datenfeldern\\
+ \textarrow\ "`verwandte"' \newterm{Objekte}, \newterm{Klassenhierarchie} von Objekten
+ \item
+ Struktur, die \emph{nur\/} den gemeinsamen Anteil enthält\\
+ \textarrow\ "`Vorfahr"', \newterm{Basisklasse}, \newterm{Vererbung}
+ \item
+% Explizite Typumwandlung eines Zeigers auf die Basisklasse\\
+% in einen Zeiger auf die \newterm{abgeleitete Klasse}\\
+% \textarrow\ Man kann ein Array unterschiedlicher Objekte\\
+% \strut\phantom{\textarrow} in einer Schleife abarbeiten.\\
+ Zeiger auf die Basisklasse dürfen auf Objekte\\
+ der \newterm{abgeleiteten Klasse} zeigen\\
+ \textarrow\ \newterm{Polymorphie}
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Beispiel: Zahlen und Buchstaben}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \begin{center}
+ \begin{minipage}{5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡typedef struct
+ {
+ int type;
+ } t_base;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}\\[0.5cm]
+ \begin{minipage}{5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡typedef struct
+ {
+ int type;
+ int content;
+ } t_integer;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡typedef struct
+ {
+ int type;
+ char *content;
+ } t_string;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \end{center}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \begin{center}
+ \begin{minipage}{5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡typedef struct
+ {
+ int type;
+ } t_base;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}\\[0.5cm]
+ \begin{minipage}{5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡typedef struct
+ {
+ int type;
+ int content;
+ } t_integer;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡typedef struct
+ {
+ int type;
+ char *content;
+ } t_string;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}\\[0.7cm]
+ \begin{onlyenv}<1>
+ \begin{minipage}{8cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=10]
+ ¡t_integer i = { 1, 42 };
+ t_string s = { 2, "Hello, world!" };
+
+ t_base *object[] = { (t_base *) &i, (t_base *) &s };¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}%
+ \begin{picture}(0,0)
+ \color{red}
+ \put(-5.4,-0.8){\mbox{$\underbrace{\rule{1.45cm}{0pt}}_{\shortstack{\strut explizite\\Typumwandlung}}$}}
+ \end{picture}
+ \end{onlyenv}
+% \begin{onlyenv}<2>
+% \begin{minipage}{5cm}
+% \begin{lstlisting}[gobble=10]
+% ¡typedef union
+% {
+% t_base base;
+% t_integer integer;
+% t_string string;
+% } t_object;¿
+% \end{lstlisting}
+% \end{minipage}
+% \end{onlyenv}
+ \end{center}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Unions}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ Variable teilen sich denselben Speicherplatz.
+
+ \medskip
+
+ \begin{minipage}[t]{3.7cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ ¡typedef union
+ {
+ int8_t i;
+ uint8_t u;
+ } num8_t;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}%
+ \begin{minipage}[t]{4.5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ ¡int main (void)
+ {
+ num8_t test;
+ test.i = -1;
+ printf ("%d\n", test.u);
+ return 0;
+ }¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ Variable teilen sich denselben Speicherplatz.
+
+ \medskip
+
+ \begin{minipage}[t]{3.7cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ ¡typedef union
+ {
+ char s[8];
+ uint64_t x;
+ } num_char_t;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}%
+ \begin{minipage}[t]{4.5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ ¡int main (void)
+ {
+ num_char_t test = { "Hello!" };
+ printf ("%lx\n", test.x);
+ return 0;
+ }¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ Variable teilen sich denselben Speicherplatz.
+
+ \medskip
+
+ \begin{minipage}[t]{3.7cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ ¡typedef union
+ {
+ t_base base;
+ t_integer integer;
+ t_string string;
+ } t_object;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}%
+ \begin{minipage}[t]{3.0cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+
+ ¡typedef struct
+ {
+ int type;
+ } t_base;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}%
+ \begin{minipage}[t]{3.0cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+
+ ¡typedef struct
+ {
+ int type;
+ int content;
+ } t_integer;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}%
+ \begin{minipage}[t]{3.0cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+
+ ¡typedef struct
+ {
+ int type;
+ char *content;
+ } t_string;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+
+ \bigskip
+
+ \begin{center}
+ \begin{minipage}{8.5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡if (this->base.type == T_INTEGER)
+ printf ("Integer: %d\n", this->integer.content);
+ else if (this->base.type == T_STRING)
+ printf ("String: \"%s\"\n", this->string.content);¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \end{center}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Virtuelle Methoden}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+
+ \begin{lstlisting}
+ void print_object (t_object *this)
+ {
+ if (this->base.type == T_INTEGER)
+ printf ("Integer: %d\n", this->integer.content);
+ else if (this->base.type == T_STRING)
+ printf ("String: \"%s\"\n", this->string.content);
+ }
+ \end{lstlisting}
+
+ \begin{picture}(0,0)
+ \color{red}
+ \put(9,1.7){\shortstack[l]{if-Kette:\\\strut wird unübersichtlich}}
+ \put(1,-2){\mbox{\textarrow}}
+ \put(0,-3){\mbox{Zeiger auf Funktionen}}
+ \end{picture}
+
+ \begin{lstlisting}[xleftmargin=4cm]
+ void print_integer (t_object *this)
+ {
+ printf ("Integer: %d\n", this->integer.content);
+ }
+
+ void print_string (t_object *this)
+ {
+ printf ("String: \"%s\"\n", this->string.content);
+ }
+ \end{lstlisting}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+
+ Zeiger auf Funktionen
+
+ \medskip
+
+ \begin{lstlisting}
+ void (* print) (t_object *this);
+ \end{lstlisting}
+ \begin{picture}(0,1.2)(0,-0.9)
+ \color{red}
+ \put(0.95,0.3){\mbox{$\underbrace{\rule{1cm}{0pt}}$}}
+ \put(0.2,-0.7){\shortstack{das, worauf print zeigt,\\ist eine Funktion}}
+ \end{picture}
+
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Objekt enthält Zeiger auf Funktion
+ \begin{onlyenv}<1>
+ \medskip
+ \begin{lstlisting}[gobble=10]
+ typedef struct
+ {
+ void (* print) (union t_object *this);
+ int content;
+ } t_integer;
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<2->
+ \vspace*{-3.5cm} % Why doesn't a picture environment work here??? :-(
+ \begin{lstlisting}[gobble=10,xleftmargin=5.5cm]
+ typedef struct
+ {
+ void (* print) (union t_object *this);
+ int content;
+ } t_integer;
+ \end{lstlisting}
+ \vspace*{0.85cm}
+ \bigskip
+ \smallskip
+ \end{onlyenv}
+ \pause
+ \item
+ Konstruktor initialisiert diesen Zeiger
+ \begin{onlyenv}<2>
+ \medskip
+ \begin{lstlisting}[gobble=10]
+ t_object *new_integer (int i)
+ {
+ t_object *p = malloc (sizeof (t_integer));
+ p->integer.print = print_integer;
+ p->integer.content = i;
+ return p;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \vspace*{-2cm}
+ \end{onlyenv}
+ \pause
+ \item
+ Aufruf: "`automatisch"' die richtige Funktion
+ \begin{onlyenv}<3>
+ \medskip
+ \begin{lstlisting}[gobble=10]
+ for (int i = 0; object[i]; i++)
+ object[i]->base.print (object[i]);
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \pause
+ \medskip
+ \item
+ in größeren Projekten:\\
+ Objekt enthält Zeiger auf Tabelle von Funktionen
+ \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\subsection{Beispiel: Graphische Benutzeroberfläche (GUI)}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ \scriptsize
+ \begin{lstlisting}
+ #include <gtk/gtk.h>
+
+ int main (int argc, char **argv)
+ {
+ gtk_init (&argc, &argv);
+ GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
+ gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
+ g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);
+ GtkWidget *vbox = gtk_box_new (GTK_ORIENTATION_VERTICAL, 5);
+ gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), vbox);
+ gtk_container_set_border_width (GTK_CONTAINER (vbox), 10);
+ GtkWidget *label = gtk_label_new ("Hello, world!");
+ gtk_container_add (GTK_CONTAINER (vbox), label);
+ GtkWidget *button = gtk_button_new_with_label ("Quit");
+ g_signal_connect (button, "clicked", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);
+ gtk_container_add (GTK_CONTAINER (vbox), button);
+ gtk_widget_show (button);
+ gtk_widget_show (label);
+ gtk_widget_show (vbox);
+ gtk_widget_show (window);
+ gtk_main ();
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+
+ \vspace*{-6cm}\strut\hfill
+ \includegraphics[scale=0.85]{hello-gtk.png}\\[2cm]
+ \begin{flushright}
+ \normalsize\bf Praktikumsversuch:\\
+ Objektorientiertes Zeichenprogramm
+ \end{flushright}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Ausblick: C++}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+
+ \begin{center}
+ \begin{minipage}{5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡typedef struct
+ {
+ void (* print) (union t_object *this);
+ } t_base;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}\\[0.5cm]
+ \begin{minipage}{5.5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡typedef struct
+ {
+ void (* print) (...);
+ int content;
+ } t_integer;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡typedef struct
+ {
+ void (* print) (union t_object *this);
+ char *content;
+ } t_string;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \end{center}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+
+ \begin{center}
+ \begin{minipage}{5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡struct TBase
+ {
+ virtual void print (void);
+ };¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}\\[0.5cm]
+ \begin{minipage}{5.5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡struct TInteger: public TBase
+ {
+ virtual void print (void);
+ int content;
+ };¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡struct TString: public TBase
+ {
+ virtual void print (void);
+ char *content;
+ };¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \end{center}
+
+\end{frame}
+
+\section{Datenstrukturen}
+\subsection{Stack und FIFO}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \begin{minipage}{0.48\textwidth}
+ Im letzten Praktikumsversuch:
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Array nur zum Teil benutzt
+ \item
+ Variable speichert genutzte Länge
+ \item
+ Elemente hinten anfügen\\
+ oder entfernen
+ \arrowitem
+ Stack\\
+ \strut
+ \end{itemize}
+ \bigskip
+ \begin{itemize}
+ \item
+ hinten anfügen/entfernen: $\mathcal{O}(1)$\hspace*{-1cm}
+ \item
+ vorne oder in der Mitte einfügen/entfernen: $\mathcal{O}(n)$
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}\hfill
+ \begin{minipage}{0.52\textwidth}
+ Auch möglich:
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Array nur zum Teil benutzt
+ \item
+ 2 Variable speichern\\genutzte Länge (ringförmig)
+ \item
+ Elemente hinten anfügen\\
+ oder vorne entfernen
+ \arrowitem
+ FIFO
+ \end{itemize}
+ \bigskip
+ \begin{itemize}
+ \item
+ vorne oder hinten\\
+ anfügen oder entfernen: $\mathcal{O}(1)$
+ \item
+ in der Mitte einfügen/entfernen: $\mathcal{O}(n)$
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}\hspace*{-1.5mm}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \bigskip
+
+ \begin{minipage}[b]{6cm}
+ \begin{center}
+ "`First In -- First Out"'
+
+ \bigskip
+
+ \begin{picture}(6,4)
+ \thicklines
+ \color{structure}
+ \put(0.5,0){\line(1,0){5}}
+
+ \put(3.5,0){\only<1-5>{\line(0,1){1}}}
+ \put(4.5,0){\only<1-4>{\line(0,1){1}}}
+ \put(3.5,1){\only<1-4>{\line(1,0){1}}}
+ \put(4.0,0.5){\only<1-4>{\makebox(0,0){\lstinline{3}}}}
+ \put(3.0,1.5){\only<1>{\makebox(0,0)[tl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,-0.45);}}}}
+ \put(3.0,1.5){\only<1>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (3)}}}}
+
+ \put(2.5,0){\only<2-6>{\line(0,1){1}}}
+ \put(2.5,1){\only<2-5>{\line(1,0){1}}}
+ \put(3.0,0.5){\only<2-5>{\makebox(0,0){\lstinline{7}}}}
+ \put(2.0,1.5){\only<2>{\makebox(0,0)[tl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,-0.45);}}}}
+ \put(2.0,1.5){\only<2>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (7)}}}}
+
+ \put(1.5,0){\only<3-6>{\line(0,1){1}}}
+ \put(1.5,1){\only<3-6>{\line(1,0){1}}}
+ \put(2.0,0.5){\only<3-6>{\makebox(0,0){\lstinline{137}}}}
+ \put(1.0,1.5){\only<3>{\makebox(0,0)[tl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,-0.45);}}}}
+ \put(1.0,1.5){\only<3>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (137)}}}}
+
+ \put(4.55,1.05){\only<4>{\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,0.45);}}}}
+ \put(5.00,1.60){\only<4>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 3}}}
+
+ \put(3.55,1.05){\only<5>{\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,0.45);}}}}
+ \put(4.00,1.60){\only<5>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 7}}}
+
+ \put(2.55,1.05){\only<6>{\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,0.45);}}}}
+ \put(3.00,1.60){\only<6>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 137}}}
+ \end{picture}
+
+ \bigskip
+
+ FIFO = Queue = Reihe
+ \end{center}
+ \end{minipage}\hfill
+ \begin{minipage}[b]{6cm}
+ \begin{center}
+ "`Last In -- First Out"'
+
+ \bigskip
+
+ \begin{picture}(6,4)
+ \thicklines
+ \color{structure}
+ \put(1.5,0){\line(1,0){3}}
+
+ \put(2.5,0){\line(0,1){1}}
+ \put(3.5,0){\line(0,1){1}}
+ \put(2.5,1){\line(1,0){1}}
+ \put(3.0,0.5){\makebox(0,0){\lstinline{3}}}
+ \put(2.0,1.5){\only<1>{\makebox(0,0)[tl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,-0.45);}}}}
+ \put(2.0,1.5){\only<1>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (3)}}}}
+
+ \put(2.5,1){\only<2-5>{\line(0,1){1}}}
+ \put(3.5,1){\only<2-5>{\line(0,1){1}}}
+ \put(2.5,2){\only<2-5>{\line(1,0){1}}}
+ \put(3.0,1.5){\only<2-5>{\makebox(0,0){\lstinline{7}}}}
+ \put(2.0,2.5){\only<2>{\makebox(0,0)[tl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,-0.45);}}}}
+ \put(2.0,2.5){\only<2>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (7)}}}}
+
+ \put(2.5,2){\only<3-4>{\line(0,1){1}}}
+ \put(3.5,2){\only<3-4>{\line(0,1){1}}}
+ \put(2.5,3){\only<3-4>{\line(1,0){1}}}
+ \put(3.0,2.5){\only<3-4>{\makebox(0,0){\lstinline{137}}}}
+ \put(2.0,3.5){\only<3>{\makebox(0,0)[tl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,-0.45);}}}}
+ \put(2.0,3.5){\only<3>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (137)}}}}
+
+ \put(3.55,3.05){\only<4>{\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,0.45);}}}}
+ \put(4.00,3.60){\only<4>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 137}}}
+
+ \put(3.55,2.05){\only<5>{\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,0.45);}}}}
+ \put(4.00,2.60){\only<5>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 7}}}
+
+ \put(3.55,1.05){\only<6>{\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.45,0.45);}}}}
+ \put(4.00,1.60){\only<6>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 3}}}
+ \end{picture}
+
+ \bigskip
+
+ LIFO = Stack = Stapel
+ \end{center}
+ \end{minipage}
+
+%
+% \dots
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \bigskip
+
+ \begin{minipage}[t]{6cm}
+ Array (Stack, FIFO):\\
+ in der Mitte einfügen
+ \begin{center}
+ \begin{picture}(6,3.8)
+ \thicklines
+ \color{structure}
+ \put(1.5,0){\line(1,0){3}}
+
+ \put(2.5,0){\line(0,1){3}}
+ \put(3.5,0){\line(0,1){3}}
+ \put(2.5,1){\line(1,0){1}}
+ \put(3.0,0.5){\makebox(0,0){\lstinline{3}}}
+ \put(2.5,1){\line(1,0){1}}
+ \put(3.0,1.5){\makebox(0,0){\lstinline{7}}}
+ \put(2.5,2){\line(1,0){1}}
+ \put(3.0,2.5){\makebox(0,0){\lstinline{137}}}
+ \put(2.5,3){\line(1,0){1}}
+
+ \put(1.5,1.5){\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (5)}}}
+ \put(1.5,1.45){\makebox(0,0)[tl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)--(0.95,-0.45);}}}
+
+ \put(3.55,2.5){\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)..controls(0.5,0.45)..(0,0.9);}}}
+ \put(3.55,1.5){\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex, line width=1pt](0,0)..controls(0.5,0.45)..(0,0.9);}}}
+
+ \pause
+ \color{red}
+ \put(4.1,3.0){\makebox(0,0)[l]{\textbf{1.}}}
+ \put(4.1,2.0){\makebox(0,0)[l]{\textbf{2.}}}
+ \put(1.5,1.9){\makebox(0,0)[b]{\textbf{3.}}}
+
+ \pause
+ \put(6.0,1.5){\makebox(0,0)[tl]{$\mathcal{O}(n)$}}
+ \put(5.95,1.45){\makebox(0,0)[br]{\tikz{\draw[-latex](0,0)--(-1.3,0.4);}}}
+ \put(5.95,1.49){\makebox(0,0)[br]{\tikz{\draw[-latex](0,0)--(-1.3,1.1);}}}
+ \end{picture}
+ \end{center}
+ \end{minipage}\pause\hfill
+ \begin{minipage}[t]{5cm}
+ In Array (Stack, FIFO) \dots
+ \begin{itemize}
+ \item
+ einfügen: $\mathcal{O}(n)$
+ \item
+ suchen: $\mathcal{O}(n)$
+ \item
+ geschickt suchen: $\mathcal{O}(\log n)$
+ \item
+ beim Einfügen sortieren:\\
+ $\mathcal{O}(n \log n)$ \hspace*{-1.8cm}\tikz{\draw[red](-1.8,0)--(0,0.2);\draw[red](-1.8,0.2)--(0,0);}
+ $\mathcal{O}(n^2)$
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Verkettete Listen}
+
+\begin{frame}
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \begin{tikzpicture}
+ \color{structure}
+ \node(first) at (0,0.5) {first};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](3) at (1,2) {3};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](5) at (2,1) {5};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](7) at (3,2) {7};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](137) at (5,2) {137};
+ \node(NULL) at (7,2) {NULL};
+ \draw[-latex](first)--(3);
+ \only<1>{\draw[-latex](3)--(7);}
+ \only<2>{\draw[-latex](3) to[out=0] (5);}
+ \only<2>{\draw[-latex](5) to[in=180] (7);}
+ \draw[-latex](7)--(137);
+ \draw[-latex](137)--(NULL);
+ \end{tikzpicture}
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Jeder Datensatz enthält einen Zeiger auf das nächste Element.
+ \item
+ Beim letzten Element zeigt der Zeiger auf \lstinline{NULL}.
+ \item
+ Eine Variable zeigt auf das erste Element.
+ \item
+ Wenn die Liste leer ist, zeigt die Variable auf \lstinline{NULL}.
+ \arrowitem
+ (einfach) \textbf{verkettete Liste}
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \begin{minipage}[t]{5cm}
+ In Array (Stack, FIFO) \dots
+ \begin{itemize}
+ \item
+ in der Mitte einfügen: $\mathcal{O}(n)$
+ \item
+ wahlfreier Zugriff: $\mathcal{O}(1)$
+ \item
+ suchen: $\mathcal{O}(n)$
+ \item
+ geschickt suchen: $\mathcal{O}(\log n)$
+ \item
+ beim Einfügen sortieren:\\
+ $\mathcal{O}(n \log n)$ \hspace*{-1.8cm}\tikz{\draw[red](-1.8,0)--(0,0.2);\draw[red](-1.8,0.2)--(0,0);}
+ $\mathcal{O}(n^2)$
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}\hfill
+ \begin{minipage}[t]{6cm}
+ In (einfach) verkettete/r Liste \dots
+ \begin{itemize}
+ \item
+ in der Mitte einfügen: $\mathcal{O}(1)$
+ \item
+ wahlfreier Zugriff: $\mathcal{O}(n)$
+ \item
+ suchen: $\mathcal{O}(n)$
+ \item
+ geschickt \hspace*{-1.7cm}\tikz{\draw[red](-1.7,0)--(0,0.2);\draw[red](-1.7,0.2)--(0,0);}
+ suchen: {\color{red}$\mathcal{O}(n)$}
+ \item
+ beim Einfügen sortieren:
+ $\mathcal{O}(n \log n)$ \hspace*{-1.8cm}\tikz{\draw[red](-1.8,0)--(0,0.2);\draw[red](-1.8,0.2)--(0,0);}
+ $\mathcal{O}(n^2)$
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}
+ \pause
+ \medskip
+ \begin{center}
+ \begin{minipage}[t]{6cm}
+ In (ausbalancierten) Bäumen \dots
+ \begin{itemize}
+ \item
+ in der Mitte einfügen: $\mathcal{O}(\log n)$
+ \item
+ wahlfreier Zugriff: $\mathcal{O}(\log n)$
+ \item
+ suchen: $\mathcal{O}(\log n)$
+ \item
+ beim Einfügen sortieren:
+ $\mathcal{O}(n \log n)$
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}
+ \end{center}
+ \vspace*{-1cm}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Bäume}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \begin{minipage}[t]{5cm}
+ \vspace*{-6cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ ¡typedef struct node
+ {
+ int content;
+ struct node *left, *right;
+ } node;¿
+ \end{lstlisting}
+% \bigskip
+ \bigskip
+ \begin{onlyenv}<6->
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Einfügen: rekursiv, $\mathcal{O}(\log n)$
+ \item
+ Suchen: rekursiv, $\mathcal{O}(\log n)$
+ \item
+ beim Einfügen sortieren:\\
+ rekursiv, $\mathcal{O}(n\log n)$
+ \begin{onlyenv}<7->
+ \smallskip
+ \item
+ {\color{red}
+ \emph{Worst Case\/}: $\mathcal{O}(n^2)$\\
+ vorher bereits sortiert}\\
+ \textarrow\ balancierte Bäume\\
+ \hspace*{2.15em}Anwendung: Datenbanken\hspace*{-2cm}
+ \end{onlyenv}
+ \end{itemize}
+ \vspace*{-1cm}
+ \end{onlyenv}
+ \end{minipage}\hfill
+ \begin{minipage}[t]{7cm}
+ \begin{center}
+ \begin{tikzpicture}
+ \color{structure}
+ \node(root) at (0,0) {\lstinline{node *root;}};
+ \begin{onlyenv}<2>
+ \node(3) at (-2,-3) {\lstinline{NULL}};
+ \node(137) at (2,-3) {\lstinline{NULL}};
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<2->
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](7) at (0,-1.5) {7};
+ \draw[-latex](root)--(7);
+ \draw[-latex](7)--(3);
+ \draw[-latex](7)--(137);
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<3>
+ \node(3) at (-2,-3) {\lstinline{NULL}};
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<3->
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](137) at (2,-3) {137};
+ \node(137_left) at (1,-4.5) {\lstinline{NULL}};
+ \node(137_right) at (3,-4.5) {\lstinline{NULL}};
+ \draw[-latex](137)--(137_left);
+ \draw[-latex](137)--(137_right);
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<4>
+ \node(5) at (-1,-4.5) {\lstinline{NULL}};
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<4->
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](3) at (-2,-3) {3};
+ \node(3_left) at (-3,-4.5) {\lstinline{NULL}};
+ \draw[-latex](3)--(3_left);
+ \draw[-latex](3)--(5);
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<5->
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](5) at (-1,-4.5) {5};
+ \node(5_left) at (-2,-6) {\lstinline{NULL}};
+ \node(5_right) at (0,-6) {\lstinline{NULL}};
+ \draw[-latex](5)--(5_left);
+ \draw[-latex](5)--(5_right);
+ \end{onlyenv}
+ \end{tikzpicture}
+ \end{center}
+ \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\nosectionnonumber{\inserttitle}
+
+\begin{frame}
+
+ \shownosectionnonumber
+
+ \begin{itemize}
+ \item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
+ \hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp}}}
+ \item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
+ \item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
+ \item[\textbf{4}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+ \item[\textbf{5}] \textbf{Algorithmen}
+ \item[\textbf{6}] \textbf{Objektorientierte Programmierung}
+ \item[\textbf{7}] \textbf{Datenstrukturen}
+ \begin{itemize}
+ \color{medgreen}
+ \item[7.1] Stack und FIFO
+ \item[7.2] Verkettete Listen
+ \item[7.3] Bäume
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+
+ \shownosectionnonumber
+
+ \begin{itemize}
+ \item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
+ \hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp}}}
+ \item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
+ \item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
+ \item[\textbf{4}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+ \item[\textbf{5}] \textbf{Algorithmen}
+ \item[\textbf{6}] \textbf{Objektorientierte Programmierung}
+ \item[\textbf{7}] \textbf{Datenstrukturen}
+ \begin{itemize}
+ \item[7.1] Stack und FIFO
+ \item[7.2] Verkettete Listen
+ \item[7.3] Bäume
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+
+ \begin{flushright}
+ \large\bf\em\color{medgreen}Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit\\
+ und viel Erfolg bei den Prüfungen!
+ \end{flushright}
+
+\end{frame}
+
+\end{document}
diff --git a/20240118/hp-musterloesung-20240118.pdf b/20240118/hp-musterloesung-20240118.pdf
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..27b1caa9e361ada1a352f5a3355405cf6224b5d3
Binary files /dev/null and b/20240118/hp-musterloesung-20240118.pdf differ
diff --git a/20240118/hp-musterloesung-20240118.tex b/20240118/hp-musterloesung-20240118.tex
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..fe7d84c5231951d76f59b0eea7b6736b6aa12751
--- /dev/null
+++ b/20240118/hp-musterloesung-20240118.tex
@@ -0,0 +1,578 @@
+% hp-musterloesung-20240118.pdf - Solutions to the Exercises on Low-Level Programming / Applied Computer Sciences
+% Copyright (C) 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021, 2022, 2023, 2024 Peter Gerwinski
+%
+% This document is free software: you can redistribute it and/or
+% modify it either under the terms of the Creative Commons
+% Attribution-ShareAlike 3.0 License, or under the terms of the
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+% Foundation, either version 3 of the License, or (at your option)
+% any later version.
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+% This document is distributed in the hope that it will be useful,
+% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+% MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
+% GNU General Public License for more details.
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+%
+% You should have received a copy of the Creative Commons
+% Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
+% document. If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
+
+% README: Einfach und doppelt verkettete Listen, ternärer Baum, hüpfender Ball
+
+\documentclass[a4paper]{article}
+
+\usepackage{pgscript}
+\usepackage{tikz}
+
+\begin{document}
+
+ \section*{Hardwarenahe Programmierung\\
+ Musterlösung zu den Übungsaufgaben -- 18.\ Januar 2024}
+
+ \exercise{Einfach und doppelt verkettete Listen}
+
+ Das Beispiel-Programm \gitfile{hp}{2023ws/20240118}{aufgabe-1.c}
+ demonstriert zwei Funktionen zur Verwaltung einfach verketteter Listen:
+ \lstinline{output_list()} zum Ausgeben der Liste auf den Bildschirm und
+ \lstinline{insert_into_list()} zum Einfügen in die Liste.
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ Ergänzen Sie eine Funktion \lstinline{delete_from_list()}
+ zum Löschen eines Elements aus der Liste
+ mit Freigabe des Speicherplatzes.
+ \points{5}
+ \item
+ Ergänzen Sie eine Funktion \lstinline{reverse_list()}
+ die die Reihenfolge der Elemente in der Liste umdreht.\\
+ \points{3}
+ \end{enumerate}
+
+ Eine doppelt verkettete Liste hat in jedem Knotenpunkt (\lstinline{node})
+ \emph{zwei\/} Zeiger -- einen auf das nächste Element (\lstinline{next})
+ und einen auf das vorherige Element (z.\,B.\ \lstinline{prev} für "`previous"').
+ Dadurch ist es leichter als bei einer einfach verketteten Liste,
+ die Liste in umgekehrter Reihenfolge durchzugehen.
+
+ \begin{quote}
+ \begin{tikzpicture}
+ \color{blendedblue}
+ \node(first) at (0,3.5) {first};
+ \node(NULL1) at (-1,1.25) {NULL};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](3) at (1,2) {3};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](7) at (3,2) {7};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](137) at (5,2) {137};
+ \node(NULL2) at (7,2.75) {NULL};
+ \draw[-latex](first)--(3);
+ \draw[-latex](3) to[out=45,in=135] (7);
+ \draw[-latex](3) to[out=-135,in=0] (NULL1);
+ \draw[-latex](7) to[out=-135,in=-45] (3);
+ \draw[-latex](7) to[out=45,in=135] (137);
+ \draw[-latex](137) to[out=-135,in=-45] (7);
+ \draw[-latex](137) to[out=45,in=180] (NULL2);
+ \end{tikzpicture}
+ \end{quote}
+
+ Der Rückwärts-Zeiger (\lstinline{prev}) des ersten Elements zeigt,
+ genau wie der Vorwärts-Zeiger (\lstinline{next}) des letzten Elements,
+ auf \emph{nichts}, hat also den Wert \lstinline{NULL}.
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]\setcounter{enumi}{2}
+ \item
+ Schreiben Sie das Programm um für doppelt verkettete Listen.
+ \points{5}
+ \end{enumerate}
+
+ \solution
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ \textbf{Ergänzen Sie eine Funktion \lstinline{delete_from_list()}
+ zum Löschen eines Elements aus der Liste
+ mit Freigabe des Speicherplatzes.}
+
+ Siehe: \gitfile{hp}{2023ws/20240118}{loesung-1a.c}
+
+ Um ein Element aus einer verketteten Liste zu löschen,
+ müssen zuerst die Zeiger umgestellt werden,
+ um das Element von der Liste auszuschließen.
+ Erst danach darf der Speicherplatz für das Element freigegeben werden.
+
+% Da das Beispielprogramm (\gitfile{hp}{2023ws/20240118}{lists-5.c})
+% nicht mit dynamischem Speicher arbeitet,
+% stellen wir dieses zunächst auf dynamischen Speicher um, z.\,B.:
+% \begin{lstlisting}[gobble=8]
+% node *element5 = malloc (sizeof (node));
+% \end{lstlisting}
+% Danach bezeichnet \lstinline{element5}
+% die Adresse der \lstinline{struct}-Variablen;
+% es wird also \lstinline{element5} an die Funktionen übergeben
+% und nicht \lstinline{&element5} (die Adresse des Zeigers).
+
+% Um nun ein Element aus der Liste zu entfernen,
+% benötigt man
+ Man benötigt also
+ \emph{das vorherige Element},
+ dessen \lstinline{next}-Zeiger man dann auf
+ das übernächste Element \lstinline{next->next} weitersetzt.
+
+ Bei jedem Zeiger muß man vor dem Zugriff prüfen,
+ daß dieser nicht auf \lstinline{NULL} zeigt.
+ (Die Musterlösung ist in dieser Hinsicht nicht konsequent.
+ Für den Produktiveinsatz müßte z.\,B.\ \lstinline{delete_from_list()}
+ auch den übergebenen Zeiger \lstinline{what} auf \lstinline{NULL} prüfen.)
+
+ Ein Spezialfall tritt ein, wenn das erste Element einer Liste
+ entfernt werden soll. In diesem Fall tritt \lstinline{first}
+ an die Stelle des \lstinline{next}-Zeigers
+ des (nicht vorhandenen) vorherigen Elements.
+ Da \lstinline{delete_from_list()} \emph{schreibend\/} auf \lstinline{first}
+ zugreift, muß \lstinline{first} \emph{als Zeiger\/} übergeben werden
+ (\lstinline{node **first}).
+
+ Um alle Spezialfälle zu testen (am Anfang, am Ende und in der Mitte der Liste),
+ wurden die Testfälle im Hauptprogramm erweitert.
+
+ \item
+ \textbf{Schreiben Sie das Programm um für doppelt verkettete Listen.}
+
+ Siehe: \gitfile{hp}{2023ws/20240118}{loesung-1b.c}
+
+ Bei allen Einfüge- und Löschaktionen müssen \emph{jeweils zwei\/}
+ \lstinline{next}- und \lstinline{prev}-Zeiger neu gesetzt werden.
+
+ Zum Debuggen empfiehlt es sich sehr,
+ eine Funktion zu schreiben, die die Liste auf Konsistenz prüft
+ (hier: \lstinline{check_list()}).
+
+ Das Testprogramm macht von der Eigenschaft der doppelt verketteten Liste,
+ daß man sie auch rückwärts effizient durchgehen kann, keinen Gebrauch.
+ Um diese Eigenschaft als Vorteil nutzen zu können, empfiehlt es sich,
+ zusätzlich zu \lstinline{first}
+ auch einen Zeiger auf das letzte Element (z.\,B.\ \lstinline{last})
+ einzuführen. Dieser muß dann natürlich bei allen Operationen
+ (Einfügen, Löschen, \dots) auf dem aktuellen Stand gehalten werden.
+
+ \end{enumerate}
+
+ \exercise{Ternärer Baum}
+
+ Der in der Vorlesung vorgestellte \newterm{binäre Baum\/}
+ ist nur ein Spezialfall;
+ im allgemeinen können Bäume auch mehr als zwei Verzweigungen
+ pro Knotenpunkt haben.
+ Dies ist nützlich bei der Konstruktion \emph{balancierter Bäume},
+ also solcher, die auch im \emph{Worst Case\/}
+ nicht zu einer linearen Liste entarten,
+ sondern stets eine -- möglichst flache -- Baumstruktur behalten.
+
+ Wir betrachten einen Baum mit bis zu drei Verzweigungen pro Knotenpunkt,
+ einen sog.\ \newterm{ternären Baum}.
+ Jeder Knoten enthält dann nicht nur einen,
+ sondern \emph{zwei\/} Werte als Inhalt:
+ \begin{lstlisting}
+ typedef struct node
+ {
+ int content_left, content_right;
+ struct node *left, *middle, *right;
+ } node;
+ \end{lstlisting}
+
+ Wir konstruieren nun einen Baum nach folgenden Regeln:
+ \vspace{-\medskipamount}
+ \begin{itemize}\itemsep0pt
+ \item
+ Innerhalb eines Knotens sind die Werte sortiert:
+ \lstinline{content_left} muß stets kleiner sein als \lstinline{content_right}.
+ \item
+ Der Zeiger \lstinline{left} zeigt auf Knoten,
+ deren enthaltene Werte durchweg kleiner sind als \lstinline{content_left}.
+ \item
+ Der Zeiger \lstinline{right} zeigt auf Knoten,
+ deren enthaltene Werte durchweg größer sind als \lstinline{content_right}.
+ \item
+ Der Zeiger \lstinline{middle} zeigt auf Knoten,
+ deren enthaltene Werte durchweg größer sind als \lstinline{content_left},
+ aber kleiner als \lstinline{content_right}.
+ \item
+ Ein Knoten muß nicht immer mit zwei Werten voll besetzt sein;
+ er darf auch \emph{nur einen\/} gültigen Wert enthalten.
+
+ Der Einfachheit halber lassen wir in diesem Beispiel
+ nur positive Zahlen als Werte zu.
+ Wenn ein Knoten nur einen Wert enthält,
+ setzen wir \lstinline{content_right = -1},
+ und der Zeiger \lstinline{middle} wird nicht verwendet.
+ \item
+ Wenn wir neue Werte in den Baum einfügen,
+ werden \emph{zuerst\/} die nicht voll besetzten Knoten aufgefüllt
+ und \emph{danach erst\/} neue Knoten angelegt und Zeiger gesetzt.
+ \item
+ Beim Auffüllen eines Knotens darf nötigenfalls \lstinline{content_left}
+ nach \lstinline{content_right} verschoben werden.
+ Ansonsten werden einmal angelegte Knoten nicht mehr verändert.
+ \end{itemize}
+ \vspace*{-\medskipamount}
+ (In der Praxis dürfen Knoten gemäß speziellen Regeln
+ nachträglich verändert werden,
+ um Entartungen gar nicht erst entstehen zu lassen --
+ siehe z.\,B.\ \url{https://en.wikipedia.org/wiki/2-3_tree}.)
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ Zeichnen Sie ein Schaubild, das veranschaulicht,
+ wie die Zahlen 7, 137, 3, 5, 6, 42, 1, 2 und 12
+ nacheinander und in dieser Reihenfolge
+ in den oben beschriebenen Baum eingefügt werden
+ -- analog zu den Vortragsfolien (\gitfile{hp}{2023ws/20240118}{hp-20221219.pdf}),
+ Seite 33.
+ \points{3}
+ %
+ % Lösung:
+ %
+ % 7 137
+ % / |
+ % 3 5 12 42
+ % / \
+ % 1 2 6
+ %
+ % (NULL-Zeiger sind hier nicht dargestellt,
+ % gehören aber dazu.)
+ %
+ \item
+ Dasselbe, aber in der Reihenfolge
+ 2, 7, 42, 12, 1, 137, 5, 6, 3.
+ \points{3}
+ %
+ % Lösung:
+ %
+ % 2 7
+ % / | \
+ % 1 5 6 12 42
+ % / \
+ % 3 137
+ %
+ % (NULL-Zeiger sind hier wieder nicht dargestellt,
+ % gehören aber dazu.)
+ %
+ \item
+ Beschreiben Sie in Worten und/oder als C-Quelltext-Fragment,
+ wie eine Funktion aussehen müßte, um den auf diese Weise entstandenen Baum
+ sortiert auszugeben.
+ \points{4}
+ \end{enumerate}
+
+ \solution
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ \textbf{Zeichnen Sie ein Schaubild, das veranschaulicht,
+ wie die Zahlen 7, 137, 3, 5, 6, 42, 1, 2 und 12
+ nacheinander und in dieser Reihenfolge
+ in den oben beschriebenen Baum eingefügt werden
+ -- analog zu den Vortragsfolien (\gitfile{hp}{2023ws/20240118}{hp-20221219.pdf}),
+ Seite 21.}
+ %
+ % Lösung:
+ %
+ % 7 137
+ % / |
+ % 3 5 12 42
+ % / \
+ % 1 2 6
+ %
+ % (NULL-Zeiger sind hier nicht dargestellt,
+ % gehören aber dazu.)
+ %
+ \begin{center}
+ \newcommand{\x}{~\makebox(0,0){\raisebox{0.7em}{\rule{1pt}{1.4em}}}~}
+ \begin{tikzpicture}
+ \color{blendedblue}
+ \node(root) at (0,0) {\lstinline{node *root;}};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](7-137) at (0,-1.5) {7\x 137};
+ \draw[-latex](root)--(7-137);
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](3-5) at (-2,-3) {3\x 5};
+ \draw[-latex](7-137)--(3-5);
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](12-42) at (0,-3) {12\x 42};
+ \draw[-latex](7-137)--(12-42);
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](1-2) at (-4,-4.5) {1\x 2};
+ \draw[-latex](3-5)--(1-2);
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](6) at (0,-4.5) {6};
+ \draw[-latex](3-5)--(6);
+ \end{tikzpicture}
+ \end{center}
+ Bemerkungen:
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Zeiger mit dem Wert \lstinline{NULL} sind nicht dargestellt:
+ \lstinline{right}-Zeiger von 7/137,
+ \lstinline{middle}-Zeiger von 3/5,
+ sämtliche Zeiger von 1/2, 12/42 und 6.
+ \item
+ Beim Einfügen der 12 wird die sich bereits vorher in diesem
+ \lstinline{node} befindliche 42 zu \lstinline{content_right},
+ und die 12 wird das neue \lstinline{content_left}.
+ \item
+ Dieser Baum hat sehr einfache Regeln und ist daher \emph{nicht\/}
+ balanciert. Insbesondere unsere Regel, daß einmal angelegte Knoten
+ nicht mehr verändert werden dürfen, steht dem im Wege.
+ Ein einfaches Beispiel für einen \emph{balancierten\/} ternären
+ Baum ist der 2-3-Baum -- siehe z.\,B.\ \url{https://en.wikipedia.org/wiki/2-3_tree}.
+ \end{itemize}
+ \goodbreak
+ \item
+ \textbf{Dasselbe, aber in der Reihenfolge
+ 2, 7, 42, 12, 1, 137, 5, 6, 3.}
+ %
+ % Lösung:
+ %
+ % 2 7
+ % / | \
+ % 1 5 6 12 42
+ % / \
+ % 3 137
+ %
+ % (NULL-Zeiger sind hier wieder nicht dargestellt,
+ % gehören aber dazu.)
+ %
+ \begin{center}
+ \newcommand{\x}{~\makebox(0,0){\raisebox{0.7em}{\rule{1pt}{1.4em}}}~}
+ \begin{tikzpicture}
+ \color{blendedblue}
+ \node(root) at (0,0) {\lstinline{node *root;}};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](2-7) at (0,-1.5) {2\x 7};
+ \draw[-latex](root)--(7-137);
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](1) at (-2,-3) {1};
+ \draw[-latex](2-7)--(1);
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](5-6) at (0,-3) {5\x 6};
+ \draw[-latex](2-7)--(5-6);
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](3) at (-2,-4.5) {3};
+ \draw[-latex](5-6)--(3);
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](12-42) at (2,-3) {12\x 42};
+ \draw[-latex](2-7)--(12-42);
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](137) at (4,-4.5) {137};
+ \draw[-latex](12-42)--(137);
+ \end{tikzpicture}
+ \end{center}
+ Bemerkungen:
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Wieder sind Zeiger mit dem Wert \lstinline{NULL} nicht dargestellt:
+ \lstinline{middle}- und \lstinline{right}-Zeiger von 5/6,
+ \lstinline{left}- und \lstinline{middle}-Zeiger von 12/42,
+ sämtliche Zeiger von 1, 3 und 137.
+ \item
+ Beim Einfügen der 12 wird wieder die sich bereits vorher in diesem
+ \lstinline{node} befindliche 42 zu \lstinline{content_right},
+ und die 12 wird das neue \lstinline{content_left}.
+ \end{itemize}
+ \item
+ \textbf{Beschreiben Sie in Worten und/oder als C-Quelltext-Fragment,
+ wie eine Funktion aussehen müßte, um den auf diese Weise entstandenen Baum
+ sortiert auszugeben.}
+
+ Die entscheidende Idee ist \textbf{Rekursion}.
+
+ Eine Funktion, die den gesamten Baum ausgibt,
+ müßte einmalig für den Zeiger \lstinline{root} aufgerufen werden
+ und folgendes tun:
+ \begin{enumerate}[\quad 1.]
+ \item
+ falls der übergebene Zeiger den Wert \lstinline{NULL} hat,
+ nichts ausgeben, sondern die Funktion direkt beenden,
+ \item
+ sich selbst für den \lstinline{left}-Zeiger aufrufen,
+ \item
+ den Wert von \lstinline{content_left} ausgeben,
+ \item
+ sich selbst für den \lstinline{middle}-Zeiger aufrufen,
+ \item
+ sofern vorhanden (also ungleich \lstinline{-1}),
+ den Wert von \lstinline{content_right} ausgeben,
+ \item
+ sich selbst für den \lstinline{right}-Zeiger aufrufen.
+ \end{enumerate}
+ Als C-Fragment:
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ void output_tree (node *root)
+ {
+ if (root)
+ {
+ output_tree (root->left);
+ printf ("%d\n", root->content_left);
+ output_tree (root->middle);
+ if (root->content_right >= 0)
+ printf ("%d\n", root->content_right);
+ output_tree (root->right);
+ }
+ }
+ \end{lstlisting}
+ Die Datei \gitfile{hp}{2023ws/20240118}{loesung-2c.c} erweitert dieses Fragment
+ zu einem vollständigen C-Programm zum Erstellen und sortierten Ausgeben
+ eines ternären Baums mit den Zahlenwerten von Aufgabenteil (a).
+ \end{enumerate}
+
+ \exercise{Fehlerhaftes Programm: Hüpfender Ball}
+
+ Das auf der nächsten Seite abgedruckte GTK+-Programm
+ (Datei: \gitfile{hp}{2023ws/20240118}{aufgabe-3.c}) soll einen
+ hüpfenden Ball darstellen, ist jedoch fehlerhaft.
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ Warum sieht man lediglich ein leeres Fenster?
+ Welchen Befehl muß man ergänzen, um diesen Fehler zu beheben?
+ \points{3}
+ \item
+ Nach der Fehlerbehebung in Aufgabenteil (a)
+ zeigt das Programm einen unbeweglichen Ball.
+ Welchen Befehl muß man ergänzen, um diesen Fehler zu beheben, und warum?
+ \points{2}
+ \item
+ Erklären Sie das merkwürdige Hüpfverhalten des Balls.
+ Wie kommt es zustande?
+ Was an diesem Verhalten ist korrekt, und was ist fehlerhaft? \points{5}
+ \item
+ Welche Befehle muß man in welcher Weise ändern,
+ um ein realistischeres Hüpf-Verhalten zu bekommen? \points{2}
+ \end{enumerate}
+
+ Hinweis: Das Hinzuziehen von Beispiel-Programmen aus der Vorlesung
+ ist ausdrücklich erlaubt -- auch in der Klausur.
+
+ Allgemeiner Hinweis:
+ Wenn Sie die Übungsaufgaben zu dieser Lehrveranstaltung
+ als PDF-Datei betrachten und darin auf die Dateinamen klicken,
+ können Sie die Beispiel-Programme direkt herunterladen.
+ Dadurch vermeiden Sie Übertragungsfehler.
+
+ \solution
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ \textbf{Warum sieht man lediglich ein leeres Fenster?
+ Welchen Befehl muß man ergänzen, um diesen Fehler zu beheben?}
+
+ Die für das Zeichnen zuständige Callback-Funktion wurde zwar geschrieben,
+ aber nicht installiert.
+ Um dies zu beheben, ergänze man den folgenden Befehl im Hauptprogramm:
+
+ \lstinline{g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);}
+
+ Dies erkennt man sehr schnell durch Vergleich mit dem Beispiel-Programm
+ \gitfile{hp}{2023ws/20240118}{gtk-13.c}.
+
+ \item
+ \textbf{Nach der Fehlerbehebung in Aufgabenteil (a)
+ zeigt das Programm einen unbeweglichen Ball.
+ Welchen Befehl muß man ergänzen, um diesen Fehler zu beheben, und warum?}
+
+ Die Timer-Callback-Funktion wurde zwar geschrieben, aber nicht installiert.
+ Um dies zu beheben, ergänze man den folgenden Befehl im Hauptprogramm:
+
+ \lstinline{g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);}
+
+ Auch dies erkennt man sehr schnell durch Vergleich mit dem Beispiel-Programm
+ \gitfile{hp}{2023ws/20240118}{gtk-13.c}.
+
+ \item
+ \textbf{Erklären Sie das merkwürdige Hüpfverhalten des Balls.
+ Wie kommt es zustande?
+ Was an diesem Verhalten ist korrekt, und was ist fehlerhaft?}
+
+ Die Geschwindigkeit in $y$-Richtung wächst immer weiter.
+ Der Grund dafür ist, daß die $y$-Komponente der Geschwindigkeit
+ nicht auf physikalisch sinnvolle Weise berechnet wird.
+ In der dafür zuständigen Zeile
+ \lstinline{vy = 0.5 * g * (t * t);}
+ wird stattdessen der Weg in $y$-Richtung bei einer gleichmäßig
+ beschleunigten Bewegung berechnet und als Geschwindigkeit verwendet.
+
+ \item
+ \textbf{Welche Befehle muß man in welcher Weise ändern,
+ um ein realistischeres Hüpf-Verhalten zu bekommen?}
+
+ Da der Ball am Boden abprallen soll, ist es \emph{nicht\/} sinnvoll,
+ die $y$-Komponente der Geschwindigkeit über die bekannte physikalische
+ Formel $v_y = -g\cdot t$ für die Geschwindigkeit in einer
+ gleichmäßig beschleunigten Bewegung zu berechnen.
+
+ Stattdessen ist es sinnvoll, die \emph{Geschwindigkeitsänderung\/}
+ innerhalb des Zeitintervalls \lstinline{dt}
+ zur Geschwindigkeitskomponente zu addieren:
+ \lstinline{vy += g * dt;}
+
+ Auch dies erkennt man sehr schnell durch Vergleich mit dem Beispiel-Programm
+ \gitfile{hp}{2023ws/20240118}{gtk-13.c}.
+ \end{enumerate}
+
+ \clearpage
+
+ \vbox to \textheight{\vspace*{-0.5cm}\begin{lstlisting}
+ #include <gtk/gtk.h>
+
+ #define WIDTH 320
+ #define HEIGHT 240
+
+ double t = 0.0;
+ double dt = 0.2;
+
+ int r = 5;
+
+ double x = 10;
+ double y = 200;
+ double vx = 20;
+ double vy = -60;
+ double g = 9.81;
+
+ gboolean draw (GtkWidget *widget, cairo_t *c, gpointer data)
+ {
+ GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 1.0 };
+
+ gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
+ cairo_arc (c, x, y, r, 0, 2 * G_PI);
+ cairo_fill (c);
+
+ return FALSE;
+ }
+
+ gboolean timer (GtkWidget *widget)
+ {
+ t += dt;
+ x += vx * dt;
+ y += vy * dt;
+ vx = vx;
+ vy = 0.5 * g * (t * t);
+ if (y + r >= HEIGHT)
+ vy = -vy * 0.9;
+ if (x + r >= WIDTH)
+ vx = -vx * 0.9;
+ if (x - r <= 0)
+ vx = -vx * 0.9;
+ gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
+ g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
+ return FALSE;
+ }
+
+ int main (int argc, char **argv)
+ {
+ gtk_init (&argc, &argv);
+
+ GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
+ gtk_widget_show (window);
+ gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
+ g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);
+
+ GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
+ gtk_widget_show (drawing_area);
+ gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
+ gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
+
+ gtk_main ();
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}\vss}
+
+\end{document}
diff --git a/20240118/hp-uebung-20240118.pdf b/20240118/hp-uebung-20240118.pdf
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..4b3ba750941913d7503ec2069835ab25167ff11d
Binary files /dev/null and b/20240118/hp-uebung-20240118.pdf differ
diff --git a/20240118/hp-uebung-20240118.tex b/20240118/hp-uebung-20240118.tex
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..9f3d1e5333615ff5dda53d137bc523b87c2827f1
--- /dev/null
+++ b/20240118/hp-uebung-20240118.tex
@@ -0,0 +1,315 @@
+% hp-uebung-20240118.pdf - Exercises on Low-Level Programming / Applied Computer Sciences
+% Copyright (C) 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021, 2022, 2023, 2024 Peter Gerwinski
+%
+% This document is free software: you can redistribute it and/or
+% modify it either under the terms of the Creative Commons
+% Attribution-ShareAlike 3.0 License, or under the terms of the
+% GNU General Public License as published by the Free Software
+% Foundation, either version 3 of the License, or (at your option)
+% any later version.
+%
+% This document is distributed in the hope that it will be useful,
+% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+% MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
+% GNU General Public License for more details.
+%
+% You should have received a copy of the GNU General Public License
+% along with this document. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+%
+% You should have received a copy of the Creative Commons
+% Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
+% document. If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
+
+% README: Einfach und doppelt verkettete Listen, ternärer Baum, hüpfender Ball
+
+\documentclass[a4paper]{article}
+
+\usepackage{pgscript}
+\usepackage{tikz}
+
+\begin{document}
+
+ \thispagestyle{empty}
+
+ \section*{Hardwarenahe Programmierung\\
+ Übungsaufgaben -- 18.\ Januar 2024}
+
+ Diese Übung enthält Punkteangaben wie in einer Klausur.
+ Um zu "`bestehen"', müssen Sie innerhalb von 60 Minuten
+ unter Verwendung ausschließlich zugelassener Hilfsmittel
+ 18 Punkte (von insgesamt \totalpoints) erreichen.
+
+ \exercise{Einfach und doppelt verkettete Listen}
+
+ Das Beispiel-Programm \gitfile{hp}{2023ws/20240118}{aufgabe-1.c}
+ demonstriert zwei Funktionen zur Verwaltung einfach verketteter Listen:
+ \lstinline{output_list()} zum Ausgeben der Liste auf den Bildschirm und
+ \lstinline{insert_into_list()} zum Einfügen in die Liste.
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ Ergänzen Sie eine Funktion \lstinline{delete_from_list()}
+ zum Löschen eines Elements aus der Liste
+ mit Freigabe des Speicherplatzes.
+ \points{5}
+ \item
+ Ergänzen Sie eine Funktion \lstinline{reverse_list()}
+ die die Reihenfolge der Elemente in der Liste umdreht.\\
+ \points{3}
+ \end{enumerate}
+
+ Eine doppelt verkettete Liste hat in jedem Knotenpunkt (\lstinline{node})
+ \emph{zwei\/} Zeiger -- einen auf das nächste Element (\lstinline{next})
+ und einen auf das vorherige Element (z.\,B.\ \lstinline{prev} für "`previous"').
+ Dadurch ist es leichter als bei einer einfach verketteten Liste,
+ die Liste in umgekehrter Reihenfolge durchzugehen.
+
+ \begin{quote}
+ \begin{tikzpicture}
+ \color{blendedblue}
+ \node(first) at (0,3.5) {first};
+ \node(NULL1) at (-1,1.25) {NULL};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](3) at (1,2) {3};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](7) at (3,2) {7};
+ \node[shape=rectangle,draw,line width=1pt](137) at (5,2) {137};
+ \node(NULL2) at (7,2.75) {NULL};
+ \draw[-latex](first)--(3);
+ \draw[-latex](3) to[out=45,in=135] (7);
+ \draw[-latex](3) to[out=-135,in=0] (NULL1);
+ \draw[-latex](7) to[out=-135,in=-45] (3);
+ \draw[-latex](7) to[out=45,in=135] (137);
+ \draw[-latex](137) to[out=-135,in=-45] (7);
+ \draw[-latex](137) to[out=45,in=180] (NULL2);
+ \end{tikzpicture}
+ \end{quote}
+
+ Der Rückwärts-Zeiger (\lstinline{prev}) des ersten Elements zeigt,
+ genau wie der Vorwärts-Zeiger (\lstinline{next}) des letzten Elements,
+ auf \emph{nichts}, hat also den Wert \lstinline{NULL}.
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]\setcounter{enumi}{2}
+ \item
+ Schreiben Sie das Programm um für doppelt verkettete Listen.
+ \points{5}
+ \end{enumerate}
+
+ \vspace{3cm}
+
+ \exercise{Ternärer Baum}
+
+ Der in der Vorlesung vorgestellte \newterm{binäre Baum\/}
+ ist nur ein Spezialfall;
+ im allgemeinen können Bäume auch mehr als zwei Verzweigungen
+ pro Knotenpunkt haben.
+ Dies ist nützlich bei der Konstruktion \emph{balancierter Bäume},
+ also solcher, die auch im \emph{Worst Case\/}
+ nicht zu einer linearen Liste entarten,
+ sondern stets eine -- möglichst flache -- Baumstruktur behalten.
+
+ Wir betrachten einen Baum mit bis zu drei Verzweigungen pro Knotenpunkt,
+ einen sog.\ \newterm{ternären Baum}.
+ Jeder Knoten enthält dann nicht nur einen,
+ sondern \emph{zwei\/} Werte als Inhalt:
+ \begin{lstlisting}
+ typedef struct node
+ {
+ int content_left, content_right;
+ struct node *left, *middle, *right;
+ } node;
+ \end{lstlisting}
+
+ Wir konstruieren nun einen Baum nach folgenden Regeln:
+ \vspace{-\medskipamount}
+ \begin{itemize}\itemsep0pt
+ \item
+ Innerhalb eines Knotens sind die Werte sortiert:
+ \lstinline{content_left} muß stets kleiner sein als \lstinline{content_right}.
+ \item
+ Der Zeiger \lstinline{left} zeigt auf Knoten,
+ deren enthaltene Werte durchweg kleiner sind als \lstinline{content_left}.
+ \item
+ Der Zeiger \lstinline{right} zeigt auf Knoten,
+ deren enthaltene Werte durchweg größer sind als \lstinline{content_right}.
+ \item
+ Der Zeiger \lstinline{middle} zeigt auf Knoten,
+ deren enthaltene Werte durchweg größer sind als \lstinline{content_left},
+ aber kleiner als \lstinline{content_right}.
+ \item
+ Ein Knoten muß nicht immer mit zwei Werten voll besetzt sein;
+ er darf auch \emph{nur einen\/} gültigen Wert enthalten.
+
+ Der Einfachheit halber lassen wir in diesem Beispiel
+ nur positive Zahlen als Werte zu.
+ Wenn ein Knoten nur einen Wert enthält,
+ setzen wir \lstinline{content_right = -1},
+ und der Zeiger \lstinline{middle} wird nicht verwendet.
+ \item
+ Wenn wir neue Werte in den Baum einfügen,
+ werden \emph{zuerst\/} die nicht voll besetzten Knoten aufgefüllt
+ und \emph{danach erst\/} neue Knoten angelegt und Zeiger gesetzt.
+ \item
+ Beim Auffüllen eines Knotens darf nötigenfalls \lstinline{content_left}
+ nach \lstinline{content_right} verschoben werden.
+ Ansonsten werden einmal angelegte Knoten nicht mehr verändert.
+ \end{itemize}
+ \vspace*{-\medskipamount}
+ (In der Praxis dürfen Knoten gemäß speziellen Regeln
+ nachträglich verändert werden,
+ um Entartungen gar nicht erst entstehen zu lassen --
+ siehe z.\,B.\ \url{https://en.wikipedia.org/wiki/2-3_tree}.)
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ Zeichnen Sie ein Schaubild, das veranschaulicht,
+ wie die Zahlen 7, 137, 3, 5, 6, 42, 1, 2 und 12
+ nacheinander und in dieser Reihenfolge
+ in den oben beschriebenen Baum eingefügt werden
+ -- analog zu den Vortragsfolien (\gitfile{hp}{2023ws/20240118}{hp-20221219.pdf}),
+ Seite 33.
+ \points{3}
+ %
+ % Lösung:
+ %
+ % 7 137
+ % / |
+ % 3 5 12 42
+ % / \
+ % 1 2 6
+ %
+ % (NULL-Zeiger sind hier nicht dargestellt,
+ % gehören aber dazu.)
+ %
+ \item
+ Dasselbe, aber in der Reihenfolge
+ 2, 7, 42, 12, 1, 137, 5, 6, 3.
+ \points{3}
+ %
+ % Lösung:
+ %
+ % 2 7
+ % / | \
+ % 1 5 6 12 42
+ % / \
+ % 3 137
+ %
+ % (NULL-Zeiger sind hier wieder nicht dargestellt,
+ % gehören aber dazu.)
+ %
+ \item
+ Beschreiben Sie in Worten und/oder als C-Quelltext-Fragment,
+ wie eine Funktion aussehen müßte, um den auf diese Weise entstandenen Baum
+ sortiert auszugeben.
+ \points{4}
+ \end{enumerate}
+
+ \vspace{3cm}
+
+ \exercise{Fehlerhaftes Programm: Hüpfender Ball}
+
+ Das auf der nächsten Seite abgedruckte GTK+-Programm
+ (Datei: \gitfile{hp}{2023ws/20240118}{aufgabe-3.c}) soll einen
+ hüpfenden Ball darstellen, ist jedoch fehlerhaft.
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ Warum sieht man lediglich ein leeres Fenster?
+ Welchen Befehl muß man ergänzen, um diesen Fehler zu beheben?
+ \points{3}
+ \item
+ Nach der Fehlerbehebung in Aufgabenteil (a)
+ zeigt das Programm einen unbeweglichen Ball.
+ Welchen Befehl muß man ergänzen, um diesen Fehler zu beheben, und warum?
+ \points{2}
+ \item
+ Erklären Sie das merkwürdige Hüpfverhalten des Balls.
+ Wie kommt es zustande?
+ Was an diesem Verhalten ist korrekt, und was ist fehlerhaft? \points{5}
+ \item
+ Welche Befehle muß man in welcher Weise ändern,
+ um ein realistischeres Hüpf-Verhalten zu bekommen? \points{2}
+ \end{enumerate}
+
+ Hinweis: Das Hinzuziehen von Beispiel-Programmen aus der Vorlesung
+ ist ausdrücklich erlaubt -- auch in der Klausur.
+
+ Allgemeiner Hinweis:
+ Wenn Sie die Übungsaufgaben zu dieser Lehrveranstaltung
+ als PDF-Datei betrachten und darin auf die Dateinamen klicken,
+ können Sie die Beispiel-Programme direkt herunterladen.
+ Dadurch vermeiden Sie Übertragungsfehler.
+
+ \clearpage
+
+ \vbox to \textheight{\vspace*{-0.5cm}\begin{lstlisting}
+ #include <gtk/gtk.h>
+
+ #define WIDTH 320
+ #define HEIGHT 240
+
+ double t = 0.0;
+ double dt = 0.2;
+
+ int r = 5;
+
+ double x = 10;
+ double y = 200;
+ double vx = 20;
+ double vy = -60;
+ double g = 9.81;
+
+ gboolean draw (GtkWidget *widget, cairo_t *c, gpointer data)
+ {
+ GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 1.0 };
+
+ gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
+ cairo_arc (c, x, y, r, 0, 2 * G_PI);
+ cairo_fill (c);
+
+ return FALSE;
+ }
+
+ gboolean timer (GtkWidget *widget)
+ {
+ t += dt;
+ x += vx * dt;
+ y += vy * dt;
+ vx = vx;
+ vy = 0.5 * g * (t * t);
+ if (y + r >= HEIGHT)
+ vy = -vy * 0.9;
+ if (x + r >= WIDTH)
+ vx = -vx * 0.9;
+ if (x - r <= 0)
+ vx = -vx * 0.9;
+ gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
+ g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
+ return FALSE;
+ }
+
+ int main (int argc, char **argv)
+ {
+ gtk_init (&argc, &argv);
+
+ GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
+ gtk_widget_show (window);
+ gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
+ g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);
+
+ GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
+ gtk_widget_show (drawing_area);
+ gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
+ gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
+
+ gtk_main ();
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}\vss}\vspace*{-1cm}
+
+ \begin{flushright}
+ \textit{Viel Erfolg -- auch in den Prüfungen!}
+ \end{flushright}
+
+ \makeatletter
+ \immediate\write\@mainaux{\string\gdef\string\totalpoints{\arabic{points}}}
+ \makeatother
+
+\end{document}
diff --git a/20240118/loesung-1a.c b/20240118/loesung-1a.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..93f5e5629a98d13d6292c56d1a3f855b4f5bd8fd
--- /dev/null
+++ b/20240118/loesung-1a.c
@@ -0,0 +1,69 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+typedef struct node
+{
+ int content;
+ struct node *next;
+} node;
+
+void output_list (node *first)
+{
+ for (node *p = first; p; p = p->next)
+ printf ("%d ", p->content);
+ printf ("\n");
+}
+
+void insert_into_list (node *what, node *where)
+{
+ what->next = where->next;
+ where->next = what;
+}
+
+void delete_from_list (node *what, node **first)
+{
+ if (what == *first)
+ *first = what->next;
+ else
+ {
+ node *p = *first;
+ while (p && p->next != what)
+ p = p->next;
+ if (p)
+ p->next = what->next;
+ }
+ free (what);
+}
+
+int main (void)
+{
+ node *element3 = malloc (sizeof (node));
+ node *element7 = malloc (sizeof (node));
+ node *element137 = malloc (sizeof (node));
+
+ element3->content = 3;
+ element7->content = 7;
+ element137->content = 137;
+
+ node *first = element3;
+ element3->next = element7;
+ element7->next = element137;
+ element137->next = NULL;
+
+ output_list (first);
+
+ node *element5 = malloc (sizeof (node));
+ element5->content = 5;
+ insert_into_list (element5, element3);
+
+ output_list (first);
+
+ delete_from_list (element5, &first);
+ output_list (first);
+ delete_from_list (element3, &first);
+ output_list (first);
+ delete_from_list (element137, &first);
+ output_list (first);
+
+ return 0;
+}
diff --git a/20240118/loesung-1b.c b/20240118/loesung-1b.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..811b99b1fc9697ca0302eea8950c9bc6e7ab6042
--- /dev/null
+++ b/20240118/loesung-1b.c
@@ -0,0 +1,97 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+typedef struct node
+{
+ int content;
+ struct node *next, *prev;
+} node;
+
+void check_list (node *first)
+{
+ for (node *p = first; p; p = p->next)
+ {
+ if (p->next && p->next->prev != p)
+ fprintf (stderr, "List inconsistency!\n");
+ if (p->prev && p->prev->next != p)
+ fprintf (stderr, "List inconsistency!\n");
+ }
+}
+
+void output_list (node *first)
+{
+ for (node *p = first; p; p = p->next)
+ printf ("%d ", p->content);
+ printf ("\n");
+}
+
+void insert_into_list (node *what, node *where)
+{
+ what->next = where->next;
+ if (where->next)
+ where->next->prev = what;
+ what->prev = where;
+ where->next = what;
+}
+
+void delete_from_list (node *what, node **first)
+{
+ if (what == *first)
+ {
+ *first = what->next;
+ if (*first)
+ (*first)->prev = NULL;
+ }
+ else
+ {
+ node *p = *first;
+ while (p && p->next != what)
+ p = p->next;
+ if (p)
+ p->next = what->next;
+ if (what->next)
+ what->next->prev = p;
+ }
+ free (what);
+}
+
+int main (void)
+{
+ node *element3 = malloc (sizeof (node));
+ node *element7 = malloc (sizeof (node));
+ node *element137 = malloc (sizeof (node));
+
+ element3->content = 3;
+ element7->content = 7;
+ element137->content = 137;
+
+ node *first = element3;
+ element3->prev = NULL;
+ element3->next = element7;
+ element7->prev = element3;
+ element7->next = element137;
+ element137->prev = element7;
+ element137->next = NULL;
+
+ output_list (first);
+ check_list (first);
+
+ node *element5 = malloc (sizeof (node));
+ element5->content = 5;
+ insert_into_list (element5, element3);
+
+ output_list (first);
+ check_list (first);
+
+ delete_from_list (element5, &first);
+ output_list (first);
+ check_list (first);
+ delete_from_list (element3, &first);
+ output_list (first);
+ check_list (first);
+ delete_from_list (element137, &first);
+ output_list (first);
+ check_list (first);
+
+ return 0;
+}
diff --git a/20240118/loesung-2c.c b/20240118/loesung-2c.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..a6dea990b25895475e343f07895c6a946426d2d8
--- /dev/null
+++ b/20240118/loesung-2c.c
@@ -0,0 +1,68 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+typedef struct node
+{
+ int content_left, content_right;
+ struct node *left, *middle, *right;
+} node;
+
+void insert_into_tree (node **root, int value)
+{
+ if (*root)
+ {
+ if ((*root)->content_right >= 0)
+ if (value < (*root)->content_left)
+ insert_into_tree (&(*root)->left, value);
+ else if (value < (*root)->content_right)
+ insert_into_tree (&(*root)->middle, value);
+ else
+ insert_into_tree (&(*root)->right, value);
+ else
+ if (value < (*root)->content_left)
+ {
+ (*root)->content_right = (*root)->content_left;
+ (*root)->content_left = value;
+ }
+ else
+ (*root)->content_right = value;
+ }
+ else
+ {
+ *root = malloc (sizeof (node));
+ (*root)->left = NULL;
+ (*root)->content_left = value;
+ (*root)->middle = NULL;
+ (*root)->content_right = -1;
+ (*root)->right = NULL;
+ }
+}
+
+void output_tree (node *root)
+{
+ if (root)
+ {
+ output_tree (root->left);
+ printf ("%d\n", root->content_left);
+ output_tree (root->middle);
+ if (root->content_right >= 0)
+ printf ("%d\n", root->content_right);
+ output_tree (root->right);
+ }
+}
+
+int main (void)
+{
+ node *root = NULL;
+ insert_into_tree (&root, 7);
+ insert_into_tree (&root, 137);
+ insert_into_tree (&root, 3);
+ insert_into_tree (&root, 5);
+ insert_into_tree (&root, 6);
+ insert_into_tree (&root, 42);
+ insert_into_tree (&root, 1);
+ insert_into_tree (&root, 2);
+ insert_into_tree (&root, 12);
+ output_tree (root);
+ return 0;
+}
diff --git a/20240118/loesung-3b-gpt.c b/20240118/loesung-3b-gpt.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..467813bbaf0bb0ca60e6e983769bfbb98e74b96a
--- /dev/null
+++ b/20240118/loesung-3b-gpt.c
@@ -0,0 +1,27 @@
+#include <stdio.h>
+
+int sum; // globale Variable für die Summe
+
+void add_to_sum (int x)
+{
+ if (x > 0)
+ {
+ sum += x;
+ }
+}
+
+void foreach (int *a, void (*fun) (int x))
+{
+ for (int *p = a; *p >= 0; p++)
+ {
+ fun (*p);
+ }
+}
+
+int main (void)
+{
+ int numbers[] = { 12, 17, 32, 1, 3, 16, 19, 18, -1 };
+ foreach (numbers, add_to_sum);
+ printf ("Summe der positiven Zahlen: %d\n", sum);
+ return 0;
+}
diff --git a/20240118/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf b/20240118/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..4aa99b8f81061aca6dcaf43eed2d9efef40555f8
--- /dev/null
+++ b/20240118/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
@@ -0,0 +1 @@
+../common/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
\ No newline at end of file
diff --git a/20240118/logo-hochschule-bochum.pdf b/20240118/logo-hochschule-bochum.pdf
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..b6b9491e370e499c9276918182cdb82cb311bcd1
--- /dev/null
+++ b/20240118/logo-hochschule-bochum.pdf
@@ -0,0 +1 @@
+../common/logo-hochschule-bochum.pdf
\ No newline at end of file
diff --git a/20240118/pgscript.sty b/20240118/pgscript.sty
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..95c888478c99ea7fda0fd11ccf669ae91be7178b
--- /dev/null
+++ b/20240118/pgscript.sty
@@ -0,0 +1 @@
+../common/pgscript.sty
\ No newline at end of file
diff --git a/20240118/pgslides.sty b/20240118/pgslides.sty
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..5be1416f4216f076aa268901f52a15d775e43f64
--- /dev/null
+++ b/20240118/pgslides.sty
@@ -0,0 +1 @@
+../common/pgslides.sty
\ No newline at end of file
diff --git a/README.md b/README.md
index ade2427c9bbe4f047607b5c4126a727be646429f..627ad228e59ce4632a054442573c4a1e6fb841c5 100644
--- a/README.md
+++ b/README.md
@@ -30,6 +30,7 @@ Vortragsfolien und Beispiele:
* [14.12.2023: Objektorientierte Programmierung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20231214/hp-20231214.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/2023ws/20231214/)
* [04.01.2024: Dunkle Materie und angewandte hardwarenahe Programmierung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20240104/hp-20240104.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/2023ws/20240104/)
* [11.01.2024: Datenstrukturen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20240111/hp-20240111.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/2023ws/20240111/)
+ * [18.01.2024: Datenstrukturen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20240118/hp-20240118.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/2023ws/20240118/)
* [alle in 1 Datei](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/hp-slides-2023ws.pdf)
Übungsaufgaben:
@@ -46,6 +47,7 @@ Vortragsfolien und Beispiele:
* [07.12.2023: Länge von Strings, Einfügen in Strings (Ergänzung)](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20231207/hp-uebung-20231207.pdf)
* [14.12.2023: dynamisches Bit-Array, objektorientierte Tier-Datenbank](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20231214/hp-uebung-20231214.pdf)
* [11.01.2024: Objektorientierte Tier-Datenbank (Ergänzung), Iterationsfunktionen, Stack-Operationen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20240111/hp-uebung-20240111.pdf)
+ * [18.01.2024: Einfach und doppelt verkettete Listen, ternärer Baum, hüpfender Ball](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20240118/hp-uebung-20240118.pdf)
Musterlösungen:
---------------
@@ -60,6 +62,7 @@ Musterlösungen:
* [07.12.2023: Länge von Strings, Einfügen in Strings (Ergänzung)](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20231207/hp-musterloesung-20231207.pdf)
* [14.12.2023: dynamisches Bit-Array, objektorientierte Tier-Datenbank](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20231214/hp-musterloesung-20231214.pdf)
* [11.01.2024: Objektorientierte Tier-Datenbank (Ergänzung), Iterationsfunktionen, Stack-Operationen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20240111/hp-musterloesung-20240111.pdf)
+ * [18.01.2024: Einfach und doppelt verkettete Listen, ternärer Baum, hüpfender Ball](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2023ws/20240118/hp-musterloesung-20240118.pdf)
Praktikumsunterlagen:
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diff --git a/hp-slides-2023ws.pdf b/hp-slides-2023ws.pdf
index afca7691e231f4ad3011c55fda89c0fc650751ca..36508d365b4da7cc2da3a38a1822027f228c5c9a 100644
Binary files a/hp-slides-2023ws.pdf and b/hp-slides-2023ws.pdf differ
diff --git a/hp-slides-2023ws.tex b/hp-slides-2023ws.tex
index cb0aaeabe00dbdecb32c3c18ffa1f872cf1440a1..13b12ffc07fa302695dbb69a419d4178d7e70768 100644
--- a/hp-slides-2023ws.tex
+++ b/hp-slides-2023ws.tex
@@ -37,4 +37,6 @@
\includepdf[pages=-]{20240104/hp-20240104.pdf}
\pdfbookmark[1]{11.01.2024: Datenstrukturen}{20240111}
\includepdf[pages=-]{20240111/hp-20240111.pdf}
+ \pdfbookmark[1]{18.01.2024: Datenstrukturen}{20240118}
+ \includepdf[pages=-]{20240118/hp-20240118.pdf}
\end{document}