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/** * Sparse Implementierung einer verkettete Liste */public class SparseVector {
/** * Hilfsklasse, welche ein einzelnes Node repräsentiert. * * @author Paul */ 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 mit einem leeren Vektor initialisieren
private Node firstNode = null; private int length = 0;
/** * Konstruktor mit Vektor länge 0 * * @author Elif */ public SparseVector() { this.firstNode = null; this.length = 0; }
/** * Konstruktor mit Vektor länge n * * @author Elif * @param n Vektor länge */ public SparseVector(int n) { this.firstNode = null; this.length = n; }
/** * den value in index hinzufügen * - Aktualisieren des Wertes, wenn der firstNode an dem Index mit einem Wert * exisitiert * - Neuer firstNode mit neuem Wert hinzufügen, wenn der firstNode an dem Index * nicht existiert * * @author Elif * @param index Stelle,w wo Vektor eingefügt werden soll * @param value wert, den wir übergeben */ public void setElement(int index, double value) { // methode wird aufgerufen, falls index existiert = platz schaffen
removeElement(index);
int maxIndex = this.getLength() - 1; // 1. if: schauen, ob Index im erlaubten Bereich
// 2. if: schauen, ob erster Knoten null ist und index von erstem knoten größer
// als index, dann neuen knoten setzen
if (index > maxIndex) { System.out.println("Fehler: Der Index " + index + " ist außerhalb des erlaubten Bereichs."); return; }
if (this.firstNode == null || this.firstNode.index > index) { this.firstNode = new Node(index, value, this.firstNode);
} // hilfsknoten erstellen
// solange im index und gesuchten index nicht erreicht haben, gehen wir weiter
Node now = this.firstNode;
while (now.next != null && now.next.index < index) { now = now.next; }
// gesuchte index gefunden
if (now != null && now.index == index) { now.value = value; System.out.println("at index " + index + " set value " + value); // knoten den wir erstellen wollten existiert nicht, deshlab new node
} else if (now.next == null || now.next.index > index) { now.next = new Node(index, value, now.next); System.out.println("at index " + index + " set value " + value);
}
}
/** * return the Wert value of that index input das Index, und return den * entsprechenden Wert des Index * * @author Paul * @param index Stelle, an der der Wert steht * @return double Wert des Elements */ 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 now = this.firstNode;
while (now != null) { if (now.index == index) { return now.value; } now = now.next; }
return 0.0; }
/** * entfernt Element nach Index * * @author Leonhard * @param index Stelle des zu entferneden Elements */ public void removeElement(int index) { // Anlegen der jetzigen und vorherigen Node
Node now = this.firstNode; Node pre = null;
// Wenn der momentane Node nicht Null ist und der gesuchte Index korrekt ist
// ersetze den momentanen Node durch den nächsten
if (now != null && now.index == index) { this.firstNode = now.next; return; }
// Während wir momentan nicht bei Null sind und den Index nicht gefunden haben
// setzte pre und now den nächsten Node weiter
while (now != null && now.index != index) { pre = now; now = now.next; }
// Wenn wir den Index gefunden haben und nicht bei Null sind
// setze den nächsten Node auf den momentanen Node
if (now != null && now.index == index) { pre.next = now.next; System.out.println("Node mit Wert: " + now.value + " am Index " + index + " gefunden und gelöscht."); } else { System.out.println("Keine Node am Index: " + index + " nicht gefunden!"); } }
/** * Gibt die Länge des Vektors aus * * @author Leonhard * @return int Vektor Länge */ public int getLength() { return SparseVector.this.length; }
/** * testen, ob other = this (nur vergleichen die Nicht-Null Elemente) * * @author YC Terry * @param other Anderer Vektor, mit dem verglichen wird * @return boolean Wahrheitswert, ob Vektoren gleich sind */ public boolean equals(SparseVector other) {
if (this.getLength() != other.getLength()) {
return false;
}
Node thisnow = this.firstNode; Node othernow = other.firstNode;
while (thisnow != null || othernow != null) {
if (thisnow != null && othernow != null) { if (!(thisnow.index == othernow.index && thisnow.value == othernow.value)) { return false; }
thisnow = thisnow.next; othernow = othernow.next;
// wenn die Anzahl der Positionen mit Nicht-Null-Elementen nicht übereinstimmen
// = nicht identisch
} else if ((thisnow != null && othernow == null) || (othernow != null && thisnow == null)) {
return false; }
} return true; }
/** * to add two vectors together and renew (overwrite) the this.vector * * @author YC Terry * @param other Anderer Vektor, der auf addiert wird */ public void add(SparseVector other) {
Node thisnow = this.firstNode; Node othernow = other.firstNode; Node thispre = 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 (thisnow != null && othernow != null) {
// Fall 1, gleicher Index, dann nur Werte zusammen addieren → update this Vektor
if (thisnow.index == othernow.index) { thisnow.value += othernow.value; // overwrite the this. value
thispre = thisnow; thisnow = thisnow.next; othernow = othernow.next; }
// Fall 2: Der Index von othernow ist kleiner, füge diesen Knoten in this ein
else if (othernow.index < thisnow.index) {
Node newNode = new Node(othernow.index, othernow.value, thisnow);
if (thispre == null) { this.firstNode = newNode; } else { thispre.next = newNode; }
// this Vektor Zeiger und other Vektor Zeiger gehen weiter voran
othernow = othernow.next; thispre = newNode;
// Fall 3: Der Index von othernow > thisnow, 2 Zeiger gehen weiter
} else if (othernow.index > thisnow.index) {
thispre = thisnow; thisnow = thisnow.next;
}
}
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