diff --git a/20190121/aufgabe-1.c b/20190121/aufgabe-1.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..4e09c29bbe6ce60130c3a898cb425f6b0d73f505
--- /dev/null
+++ b/20190121/aufgabe-1.c
@@ -0,0 +1,58 @@
+#include <stdio.h>
+
+#define STACK_SIZE 10
+
+int stack[STACK_SIZE];
+int stack_pointer = 0;
+
+void push (int x)
+{
+ stack[stack_pointer++] = x;
+}
+
+int pop (void)
+{
+ return stack[--stack_pointer];
+}
+
+void show (void)
+{
+ printf ("stack content:");
+ for (int i = 0; i < stack_pointer; i++)
+ printf (" %d", stack[i]);
+ if (stack_pointer)
+ printf ("\n");
+ else
+ printf (" (empty)\n");
+}
+
+void insert (int x, int pos)
+{
+ for (int i = pos; i < stack_pointer; i++)
+ stack[i + 1] = stack[i];
+ stack[pos] = x;
+ stack_pointer++;
+}
+
+void insert_sorted (int x)
+{
+ int i = 0;
+ while (i < stack_pointer && x < stack[i])
+ i++;
+ insert (x, i);
+}
+
+int main (void)
+{
+ push (3);
+ push (7);
+ push (137);
+ show ();
+ insert (5, 1);
+ show ();
+ insert_sorted (42);
+ show ();
+ insert_sorted (2);
+ show ();
+ return 0;
+}
diff --git a/20190121/hello-gtk.png b/20190121/hello-gtk.png
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..cca99209d86683a9a3b0f70bbc149780bae10ba6
--- /dev/null
+++ b/20190121/hello-gtk.png
@@ -0,0 +1 @@
+../common/hello-gtk.png
\ No newline at end of file
diff --git a/20190121/hp-20190121.pdf b/20190121/hp-20190121.pdf
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..e86e9b3a8fa4c38d492e3cf8dd18a52e746501ff
Binary files /dev/null and b/20190121/hp-20190121.pdf differ
diff --git a/20190121/hp-20190121.tex b/20190121/hp-20190121.tex
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..a5ac32a574c45512f2fab82174d32385d4001af2
--- /dev/null
+++ b/20190121/hp-20190121.tex
@@ -0,0 +1,1165 @@
+% hp-20190121.pdf - Lecture Slides on Low-Level Programming
+% Copyright (C) 2012, 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019 Peter Gerwinski
+%
+% This document is free software: you can redistribute it and/or
+% modify it either under the terms of the Creative Commons
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+% 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{pdftricks}
+\usepackage{tikz}
+\usepackage{rotating}
+
+\begin{psinputs}
+ \usepackage[utf8]{inputenc}
+ \usepackage[german]{babel}
+ \usepackage[T1]{fontenc}
+ \usepackage{helvet}
+ \renewcommand*\familydefault{\sfdefault}
+ \usepackage{pstricks,pst-grad}
+\end{psinputs}
+
+\title{Hardwarenahe Programmierung}
+\author{Prof.\ Dr.\ rer.\ nat.\ Peter Gerwinski}
+\date{21.\ Januar 2019}
+
+\begin{document}
+
+\maketitleframe
+
+\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.git}}}
+ \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}
+ \item[6.0] Dynamische Speicherverwaltung
+ \color{medgreen}
+ \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}
+ \vspace*{-1cm}
+
+\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)
+ \item
+ Dynamisches Array: variable Anzahl von Elementen desselben Typs
+ \item
+ Problem: Elemente unterschiedlichen Typs
+ \item
+ Lösung: den Typ des Elements zusätzlich speichern
+ \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}<1->
+ \item
+ Was die Funktion bewirkt
+ \begin{picture}(0,0)
+ \color{red}
+ \put(-4.00,-0.10){\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,-0.10){\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\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
+ \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{Klassen} 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}
+
+\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.git}}}
+ \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}
+ \item[6.0] Dynamische Speicherverwaltung
+ \color{medgreen}
+ \item[6.1] Konzepte und Ziele
+ \item[6.2] Beispiel: Zahlen und Buchstaben
+ \item[6.3] Beispiel: Graphische Benutzeroberfläche (GUI)
+ \item[6.4] Unions
+ \item[6.5] Virtuelle Methoden
+ \item[6.6] Ausblick: C++
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{7}] \textbf{Datenstrukturen}
+ \end{itemize}
+ \vspace*{-1cm}
+
+\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.git}}}
+ \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{red}
+ \item[7.1] Stack und FIFO
+ \item[7.2] Verkettete Listen
+ \item[7.3] Bäume
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \vspace*{-1cm}
+
+\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}
+
+\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}
+ \item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
+ \item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
+ \item[\textbf{4}] \textbf{Algorithmen}
+ \item[\textbf{5}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+ \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}
+ \vspace*{-1cm}
+ \begin{flushright}
+ \rightskip 2cm
+ \large
+ \em
+ \color{orange}%
+ Viel Erfolg\hspace*{0.25cm}\strut\\
+ bei der Klausur!
+ \end{flushright}
+
+\end{frame}
+
+\end{document}
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index 0000000000000000000000000000000000000000..d0a8b6280b6ec6eb7868b91fe17d411d0252b22d
--- /dev/null
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@@ -0,0 +1,311 @@
+% hp-uebung-20190121.pdf - Exercises on Low-Level Programming / Applied Computer Sciences
+% Copyright (C) 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019 Peter Gerwinski
+%
+% This document is free software: you can redistribute it and/or
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+% 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: Stack-Operationen, doppelt verkettete Liste, ternärer Baum
+
+\documentclass[a4paper]{article}
+
+\usepackage{pgscript}
+\usepackage{tikz}
+
+\begin{document}
+
+% \thispagestyle{empty}
+
+ \section*{Hardwarenahe Programmierung\\
+ Übungsaufgaben -- 21.\ Januar 2019}
+
+ Diese Übung enthält Punkteangaben wie in einer Klausur.
+ Um zu "`bestehen"', müssen Sie innerhalb von 90 Minuten
+ unter Verwendung ausschließlich zugelassener Hilfsmittel
+ 16 Punkte (von insgesamt \totalpoints) erreichen.
+
+ \exercise{Stack-Operationen}
+
+ Wir betrachten das folgende Programm (\gitfile{hp}{20180122}{aufgabe-1.c}):
+
+ \begin{minipage}[t]{0.5\textwidth}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ #define STACK_SIZE 10
+
+ int stack[STACK_SIZE];
+ int stack_pointer = 0;
+
+ void push (int x)
+ {
+ stack[stack_pointer++] = x;
+ }
+
+ int pop (void)
+ {
+ return stack[--stack_pointer];
+ }
+
+ void show (void)
+ {
+ printf ("stack content:");
+ for (int i = 0; i < stack_pointer; i++)
+ printf (" %d", stack[i]);
+ if (stack_pointer)
+ printf ("\n");
+ else
+ printf (" (empty)\n");
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}\hfill
+ \begin{minipage}[t]{0.5\textwidth}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ void insert (int x, int pos)
+ {
+ for (int i = pos; i < stack_pointer; i++)
+ stack[i + 1] = stack[i];
+ stack[pos] = x;
+ stack_pointer++;
+ }
+
+ void insert_sorted (int x)
+ {
+ int i = 0;
+ while (i < stack_pointer && x < stack[i])
+ i++;
+ insert (x, i);
+ }
+
+ int main (void)
+ {
+ push (3);
+ push (7);
+ push (137);
+ show ();
+ insert (5, 1);
+ show ();
+ insert_sorted (42);
+ show ();
+ insert_sorted (2);
+ show ();
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ Ändern Sie das Programm so,
+ daß die Funktion \lstinline{insert()} ihren Parameter \lstinline{x}
+ an der Stelle \lstinline{pos} in den Stack einfügt,
+ und den sonstigen Inhalt des Stacks verschiebt, aber nicht zerstört.
+ \points{3}
+ \item
+ Ändern Sie das Programm so,
+ daß die Funktion \lstinline{insert_sorted()} ihren Parameter \lstinline{x}
+ an derjenigen Stelle einfügt, an die er von der Sortierung her gehört.
+ (Der Stack wird hierbei vor dem Funktionsaufruf als sortiert vorausgesetzt.)
+ \points{2}
+ \item
+ Schreiben Sie eine zusätzliche Funktion \lstinline{int search (int x)},
+ die die Position (Index) des Elements \lstinline{x}
+ innerhalb des Stack zurückgibt
+ -- oder \lstinline{-1}, wenn \lstinline{x} nicht im Stack enthalten ist.
+ Der Rechenaufwand darf höchstens $\mathcal{O}(n)$ betragen.
+ \points{3}
+ \item
+ Wie (c), aber der Rechenaufwand darf höchstens $\mathcal{O}(\log n)$ betragen.
+ \points{4}
+ \end{enumerate}
+
+ \goodbreak
+
+ \exercise{Doppelt verkettete Liste}
+
+ In der Vorlesung wurde ein Beispiel-Programm
+% (\gitfile{hp}{20180122}{lists-11.c})
+ zur Verwaltung einfach verketteter Listen erstellt
+ (an die Liste anhängen, in die Liste einfügen, Liste ausgeben usw.).
+
+ \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{3}
+ \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}
+
+ \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://de.wikipedia.org/wiki/2-3-4-Baum}.)
+
+ \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}{20190121}{hp-20980121.pdf}),
+ Seite 43.
+ \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}
+
+ \bigskip
+
+ \begin{flushright}
+ \textit{Viel Erfolg -- auch in der Klausur!}
+ \end{flushright}
+
+ \makeatletter
+ \immediate\write\@mainaux{\string\gdef\string\totalpoints{\arabic{points}}}
+ \makeatother
+
+\end{document}
diff --git a/20190121/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf b/20190121/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
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--- /dev/null
+++ b/20190121/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
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+../common/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
\ No newline at end of file
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--- /dev/null
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@@ -0,0 +1 @@
+../common/logo-hochschule-bochum.pdf
\ No newline at end of file
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@@ -0,0 +1 @@
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\ No newline at end of file
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index fefb0d526848fdec3ae5e9f05f171f3aa81ca721..c8b14be4a65f003c980cebe3f46abcef49a843bc 100644
--- a/README.md
+++ b/README.md
@@ -30,6 +30,7 @@ Vortragsfolien und Beispiele:
* [17.12.2018: Rekursion, Aufwandsabschätzungen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181217/hp-20181217.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/master/20181217/)
* [07.01.2019: Aufwandsabschätzungen, dynamische Speicherverwaltung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20190107/hp-20190107.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/master/20190107/)
* [14.01.2019: Objektorientierte Programmierung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20190114/hp-20190114.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/master/20190114/)
+ * [21.01.2019: Datenstrukturen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20190121/hp-20190121.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/master/20190121/)
* [alle in 1 Datei](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/hp-slides-2018ws.pdf)
Übungsaufgaben:
@@ -47,6 +48,7 @@ Vortragsfolien und Beispiele:
* [17.12.2018: Fakultät, Lauflicht, Länge von Strings (Neuauflage)](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181217/hp-uebung-20181217.pdf)
* [07.01.2019: Speicherformate von Zahlen, Zeigerarithmetik](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20190107/hp-uebung-20190107.pdf)
* [14.01.2019: Iteratorfunktionen, Objektorientierte Tier-Datenbank](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20190114/hp-uebung-20190114.pdf)
+ * [21.01.2019: Stack-Operationen, doppelt verkettete Liste, ternärer Baum](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20190121/hp-uebung-20190121.pdf)
Musterlösungen:
---------------
diff --git a/hp-slides-2018ws.pdf b/hp-slides-2018ws.pdf
index 1b442af0a938f142f8d44c8efb504ca813798da8..45f835f657ea04347d9506ceeaec365c6d8fed71 100644
Binary files a/hp-slides-2018ws.pdf and b/hp-slides-2018ws.pdf differ
diff --git a/hp-slides-2018ws.tex b/hp-slides-2018ws.tex
index a365bde8d0b36d9f1b401b600be0e494c4f80fbd..4902d9e8f79b05d3f30d194734400b081f1a3793 100644
--- a/hp-slides-2018ws.tex
+++ b/hp-slides-2018ws.tex
@@ -36,4 +36,6 @@
\includepdf[pages=-]{20190107/hp-20190107.pdf}
\pdfbookmark[1]{14.01.2019: Objektorientierte Programmierung}{20190114}
\includepdf[pages=-]{20190114/hp-20190114.pdf}
+ \pdfbookmark[1]{21.01.2019: Datenstrukturen}{20190121}
+ \includepdf[pages=-]{20190121/hp-20190121.pdf}
\end{document}