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public class SparseVector {
// Hilfsklasse Node
private class Node { int index; double value; Node next;
public Node(int index, double value, Node next) { this.index = index; this.value = value; this.next = next; }
}
// Standard Konstruktor: leeren Vektor initialisieren
private Node head = null; private int length = 0;
public SparseVector() { this.head = null; this.length = 0; }
// Konstruktor: erzeugen Vektor mit Lange n
public SparseVector (int n) { this.head = null; this.length = n; }
/* setElement(int index, double value): add value into each index (case1: wenn der Knoten an dem Index mit einem Wert existiert, den Wert aktualisieren) (case2: wenn der Knoten an dem Index noch nicht existiert, ein neuer Knoten mit neuem Wert hinzüfugen) */ public void setElement(int index, double value) { //z.B. wenn ich zu index (6) einen value (1) einfüge,
removeElement(index);
if (this.head == null || this.head.index > index) { // aber entweder Element nicht existiert oder das erste Element ist > 6 (Start: index 7)
this.head = new Node(index, value, this.head); // erzeugen eines neuen Kopfs
}
Node current = this.head;
while (current.next != null && current.next.index < index) { // Zeiger bewegt sich durch den Vektor, solange der gesuchte Index noch nicht erreicht wird
current = current.next; }
if (current != null && current.index == index) { // und der gesuchte Index erreicht wird
current.value = value; System.out.println("at index " + index + " set value " + value);
} else if (current.next == null || current.next.index > index) { // zum Beispiel, wenn Zeiger am Ende ankommt, ohne den gesuchten Index
// oder next index ist 7 und ich brauche index 6, einfügen das Element index 6 vor index 7
current.next = new Node(index, value, current.next); // siehe ipad Testat1 setElement
System.out.println("at index " + index + " set value " + value);
}
}
/* getElement: return the Wert value of that index input das Index, und return den entsprechenden Wert des Index */
public double getElement(int index) {
if (index < 0 || index >= this.length) { // für Testfall wenn Länge < index
throw new IndexOutOfBoundsException("Index " + index + " ist außerhalb der Vektorlänge " + this.length + ". Max. Index ist " + (this.length-1)); }
Node current = this.head;
while (current != null && current.index < index) {
current = current.next; }
if (current != null && current.index == index) {
double result = current.value;
return result;
}
return 0.0;
}
// removeElement: remove the whole element per index
public void removeElement(int index) { // siehe ipad Testat1 removeElement
Node current = this.head; Node previous = null;
if (current != null && current.index == index) { this.head = current.next; System.out.println(index + " found and deleted"); return;
}
while (current != null && current.index != index) {
previous = current; current = current.next;
} if (current != null && current.index == index) {
previous.next = current.next; System.out.println("index " + index + " found and the value " + current.value + " deleted.");
} else {
System.out.println("Element not found with index " + index);
} }
// getLength: return the length (max. capacity) of Vektor
public int getLength() {
int length = SparseVector.this.length;
return length;
}
// bool Methode equals: testen, ob other = this (nur vergleichen die Nicht-Null Elemente)
public boolean equals(SparseVector other) {
Node thisCurrent = this.head; Node otherCurrent = other.head;
while (thisCurrent != null || otherCurrent != null) {
if (thisCurrent != null && otherCurrent != null) { if (!(thisCurrent.index == otherCurrent.index && thisCurrent.value == otherCurrent.value)) { return false; }
thisCurrent = thisCurrent.next; otherCurrent = otherCurrent.next;
// wenn die Anzahl der Positionen mit Nicht-Null-Elementen nicht übereinstimmen = nicht identisch
} else if ((thisCurrent != null && otherCurrent == null) || (otherCurrent != null && thisCurrent == null)) {
return false; }
} return true; }
// void add: to add two vectors together and renew (overwrite) the this.vector
public void add(SparseVector other) {
Node thisCurrent = this.head; Node otherCurrent = other.head; Node thisPrevious = null;
// Fall 0: 2 Vektoren mit unterschiedlichen Längen geht nicht!
if (this.getLength() != other.getLength()) {
System.out.println("Vektoren mit unterschiedlichen Längen können nicht zusammen addiert werden!!"); System.out.println("Länge des controlVector: " + this.getLength() + " aber die von otherVector: " + other.getLength()); return;
}
while (thisCurrent != null && otherCurrent != null) {
// Fall 1, gleicher Index, dann nur Werte zusammen addieren → update this Vektor
if (thisCurrent.index == otherCurrent.index ) { thisCurrent.value += otherCurrent.value; // overwrite the this. value
thisPrevious = thisCurrent; thisCurrent = thisCurrent.next; otherCurrent = otherCurrent.next; }
// Fall 2: Der Index von otherCurrent ist kleiner, füge diesen Knoten in this ein
else if (otherCurrent.index < thisCurrent.index) {
Node newNode = new Node(otherCurrent.index, otherCurrent.value, thisCurrent);
if (thisPrevious == null) { this.head = newNode; } else { thisPrevious.next = newNode; }
// this Vektor Zeiger und other Vektor Zeiger gehen weiter voran
otherCurrent = otherCurrent.next; thisPrevious = newNode;
// Fall 3: Der Index von otherCurrent > thisCurrent, 2 Zeiger gehen weiter
} else if (otherCurrent.index > thisCurrent.index) {
thisPrevious = thisCurrent; thisCurrent = thisCurrent.next;
}
}
}}
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