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code/golang/pkg/algorithms/search/jump/jump.go

@@ -0,0 +1,96 @@
+package jump
+
+/* ---------------------------------------------------------------- *
+ * IMPORTS
+ * ---------------------------------------------------------------- */
+
+import (
+	"ads/internal/core/logging"
+	"ads/internal/core/metrics"
+	"ads/pkg/algorithms/search/sequential"
+)
+
+/* ---------------------------------------------------------------- *
+ * GLOBAL VARIABLES/CONSTANTS
+ * ---------------------------------------------------------------- */
+
+//
+
+/* ---------------------------------------------------------------- *
+ * ALGORITHM jump search
+ * ---------------------------------------------------------------- */
+
+/*
+Inputs: L = Liste von Zahlen, x = Zahl, m = lineare Sprunggröße.
+
+Annahmen:
+- L sei aufsteigend sortiert.
+- Idealerweise: L enthält keine Duplikate.
+- Idealerweise: Abstände zw. Elementen nicht uniform.
+
+Outputs: Position von x in L, sonst −1 wenn x nicht in L.
+*/
+func JumpSearchLinear(L []int, x int, m int) int {
+	i0 := 0
+	i1 := m
+	// ACHTUNG: dies ist eine while-Schleife ist golang:
+	for i0 < len(L) {
+		metrics.AddTimeCost()
+		if i1 > len(L) {
+			i1 = len(L)
+		}
+		block := L[i0:i1]
+		elementAfterBlock := block[len(block)-1] + 1
+		if x < elementAfterBlock {
+			logging.Debug("Element muss sich im Block [%[1]v, %[2]v) befinden.", i0, i1)
+			index := sequential.SequentialSearch(block, x)
+			if index == -1 {
+				return -1 // wenn nicht gefunden
+			}
+			return index + i0 // NOTE: muss wegen Offset kompensieren
+		}
+		logging.Debug("Element befindet sich nicht im Block [%[1]v, %[2]v).", i0, i1)
+		i0 = i1
+		i1 += m
+	}
+	return -1
+}
+
+/* ---------------------------------------------------------------- *
+ * ALGORITHM jump search - exponentiell
+ * ---------------------------------------------------------------- */
+
+/*
+Inputs: L = Liste von Zahlen, x = Zahl.
+
+Annahmen:
+- L sei aufsteigend sortiert.
+- L enthält keine Duplikate.
+
+Outputs: Position von x in L, sonst −1 wenn x nicht in L.
+*/
+func JumpSearchExponentiell(L []int, x int) int {
+	i0 := 0
+	i1 := 1
+	// ACHTUNG: dies ist eine while-Schleife ist golang:
+	for i0 < len(L) {
+		metrics.AddTimeCost()
+		if i1 > len(L) {
+			i1 = len(L)
+		}
+		block := L[i0:i1]
+		elementAfterBlock := block[len(block)-1] + 1
+		if x < elementAfterBlock {
+			logging.Debug("Element muss sich im Block [%[1]v, %[2]v) befinden.", i0, i1)
+			index := sequential.SequentialSearch(block, x)
+			if index == -1 {
+				return -1 // wenn nicht gefunden
+			}
+			return index + i0 // NOTE: muss wegen Offset kompensieren
+		}
+		logging.Debug("Element befindet sich nicht im Block [%[1]v, %[2]v).", i0, i1)
+		i0 = i1
+		i1 *= 2
+	}
+	return -1
+}

code/golang/pkg/algorithms/search/jump/jump_fancy.go

@@ -0,0 +1,168 @@
+package jump
+
+/* ---------------------------------------------------------------- *
+ * IMPORTS
+ * ---------------------------------------------------------------- */
+
+import (
+	"fmt"
+
+	"ads/internal/core/metrics"
+	"ads/internal/core/utils"
+	"ads/internal/setup"
+)
+
+/* ---------------------------------------------------------------- *
+ * GLOBAL VARIABLES/CONSTANTS
+ * ---------------------------------------------------------------- */
+
+//
+
+/* ---------------------------------------------------------------- *
+ * CHECKS
+ * ---------------------------------------------------------------- */
+
+func preChecks(L []int, _ ...interface{}) error {
+	if !utils.IsSortedListInt(L) {
+		return fmt.Errorf("Ungültiger Input: L muss aufsteigend sortiert sein!")
+	}
+	// NOTE: nicht prüfen, ob Duplikate existieren. Das ist nur eine erwünschte aber keine notwendige Annahme.
+	return nil
+}
+
+func postChecks(L []int, x int, index int, _ ...interface{}) error {
+	if utils.ArrayContains(L, x) {
+		if !(index >= 0) {
+			return fmt.Errorf("Der Algorithmus sollte nicht -1 zurückgeben.")
+		}
+		if L[index] != x {
+			return fmt.Errorf("Der Algorithmus hat den falschen Index bestimmt.")
+		}
+	} else {
+		if index != -1 {
+			return fmt.Errorf("Der Algorithmus sollte -1 zurückgeben.")
+		}
+	}
+	return nil
+}
+
+/* ---------------------------------------------------------------- *
+ * ALGORITHM jump search + Display
+ * ---------------------------------------------------------------- */
+
+func FancyJumpSearchLinear(input_L []int, input_x int, input_m int) (int, error) {
+	var name = "Sprungsuche"
+	var inputs = map[string]interface{}{
+		"L": input_L,
+		"x": input_x,
+		"m": input_m,
+	}
+	var outputs map[string]interface{}
+	var (
+		output_index int
+	)
+	var err error
+
+	do_once := true
+	for do_once {
+		do_once = false
+
+		// Start Message
+		setup.DisplayStartOfAlgorithm(name, inputs)
+
+		// Prechecks:
+		if setup.AppConfigPerformChecks() {
+			err = preChecks(input_L, input_x, input_m)
+			if err != nil {
+				break
+			}
+		}
+
+		// Ausführung des Algorithmus:
+		metrics.ResetMetrics()
+		metrics.StartMetrics()
+		output_index = JumpSearchLinear(input_L, input_x, input_m)
+		metrics.StopMetrics()
+		outputs = map[string]interface{}{
+			"index": output_index,
+		}
+
+		// Metriken anzeigen
+		if setup.AppConfigShowMetrics() {
+			setup.DisplayMetrics()
+		}
+
+		// End Message
+		setup.DisplayEndOfAlgorithm(outputs)
+
+		// Postchecks:
+		if setup.AppConfigPerformChecks() {
+			err = postChecks(input_L, input_x, output_index)
+			if err != nil {
+				break
+			}
+		}
+	}
+
+	return output_index, err
+}
+
+/* ---------------------------------------------------------------- *
+ * ALGORITHM jump search - exponentiell + Display
+ * ---------------------------------------------------------------- */
+
+func FancyJumpSearchExponentiell(input_L []int, input_x int) (int, error) {
+	var name = "Sprungsuche (exponentiell)"
+	var inputs = map[string]interface{}{
+		"L": input_L,
+		"x": input_x,
+	}
+	var outputs map[string]interface{}
+	var (
+		output_index int
+	)
+	var err error
+
+	do_once := true
+	for do_once {
+		do_once = false
+
+		// Start Message
+		setup.DisplayStartOfAlgorithm(name, inputs)
+
+		// Prechecks:
+		if setup.AppConfigPerformChecks() {
+			err = preChecks(input_L, input_x)
+			if err != nil {
+				break
+			}
+		}
+
+		// Ausführung des Algorithmus:
+		metrics.ResetMetrics()
+		metrics.StartMetrics()
+		output_index = JumpSearchExponentiell(input_L, input_x)
+		metrics.StopMetrics()
+		outputs = map[string]interface{}{
+			"index": output_index,
+		}
+
+		// Metriken anzeigen
+		if setup.AppConfigShowMetrics() {
+			setup.DisplayMetrics()
+		}
+
+		// End Message
+		setup.DisplayEndOfAlgorithm(outputs)
+
+		// Postchecks:
+		if setup.AppConfigPerformChecks() {
+			err = postChecks(input_L, input_x, output_index)
+			if err != nil {
+				break
+			}
+		}
+	}
+
+	return output_index, err
+}