using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace MatrixShmatrix
{
    public class Matrix
    {
    int n; //размеры матрицы
    int m;
    double[] a; // декларация указателей
    double[] c;
    public Matrix(int n, int m, int kod1)
    {
        int i;
        int j;
        Matrix.n =n;
        Matrix.m =m;
        a =new double[n]; // захват памяти под указатели
        for(i =0;i<n;i++)
            a[i] =new double[m]; // захват памяти под элемент
        c =new double[n];
        for(int i =0; i<n; i++)
            c[i] =new double[m];

        // Заполнение массива элементами с клавиатуры
        if(kod1 ==0)
        {
            Console.WriteLine("\nВведите элементы матрицы:");
            for(i =0;i<n;i++)
                for(j =0;j<m;j++)
                {
                    Console.Write("a[");
                    Console.Write(i);
                    Console.Write("][");
                    Console.Write(j);
                    Console.Write("]=");
                    a[i][j] = SimulateCin.ReadToWhiteSpace(true);
                }
            Console.Write("\n");
        }
    }
    public void Dispose()
    {
        for(int i =0;i<n;i++)
            a[i] = null; // освобождение памяти
        a = null;
    }

    //*
    // * @brief Сложение матриц
    //
    public static Matrix  operator +(Matrix ImpliedObject,  ref Matrix A)
    {
        for(int i =0; i<n; i++)
            for(int j =0; j<m; j++)
                c[i][j] =a[i][j]+A.a[i][j];

        return this;
    }

    //*
    // * @brief Вычитание матриц
    //
    public static Matrix  operator -(Matrix ImpliedObject, ref Matrix A)
    {
        for(int i =0; i<n; i++)
            for(int j =0; j<m; j++)
                c[i][j] =a[i][j]-A.a[i][j];

        return this;
    }

    //*
    // * @brief Операция присваивания
    //
//C++ TO C# CONVERTER NOTE: This 'CopyFrom' method was converted from the original C++ copy assignment operator:
//ORIGINAL LINE: Matrix &operator =(const Matrix &A)
    public Matrix CopyFrom(Matrix A)
    {
        for(int i =0; i<n; i++)
            for(int j =0; j<m; j++)
                a[i][j] =A.c[i][j];
        return this;
    }

    //*
    // * @brief Умножение матриц
    //
    public static Matrix  operator *(Matrix ImpliedObject,ref Matrix A)
    {
        double s =0;
        for(int i =0;i<n;i++)
            {
                int z =0;
                while(z<A.m)
                {
                    c[i][z] =0;
                    for(int j =0;j<m;j++)
                    {
                        s =GetI(i, j)*A.GetI(j, z);
                        c[i][z]+=s;
                    }
                    z++;
                }
            }

        return this;
    }

    //*
    // * @brief комбинированая операция "+="
    //
//C++ TO C# CONVERTER TODO TASK: The += operator cannot be overloaded in C#:
    public static Matrix  operator +( Matrix A)
    {
        for(int i =0; i<n; i++)
            for(int j =0; j<m; j++)
                a[i][j] =a[i][j]+A.a[i][j];

        return this;
    }

    //*
    // * @brief комбинированая операция "-="
    //
//C++ TO C# CONVERTER TODO TASK: The -= operator cannot be overloaded in C#:
    public static Matrix  operator -( Matrix A)
    {
        for(int i =0; i<n; i++)
            for(int j =0; j<m; j++)
                a[i][j] =a[i][j]-A.a[i][j];

        return this;
    }

    //*
    // * @brief Сравнение матриц
    //
    public static Matrix  operator ==(Matrix ImpliedObject, ref Matrix A)
    {
        int f =0;
        for(int i =0; i<n; i++)
        {
            for(int j =0; j<m; j++)
                if(a[i][j]!=A.a[i][j])
                {
                    Console.Write("\nМатрицы не равны!!!\n");
                    f =1;
                    break;
                }
            if(f ==1)
                break;
        }
        if(f ==0)
        {
            Console.Write("\nМатрицы равны!\n");
        }

        return this;
    }

    public static Matrix operator !=(Matrix ImpliedObject,ref Matrix A)
    {
        int f = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            for (int j = 0; j < m; j++)
                if (a[i][j] != A.a[i][j])
                {
                    Console.Write("\nМатрицы равны!!!\n");
                    f = 1;
                    break;
                }
            if (f == 1)
                break;
        }
        if (f == 0)
        {
            Console.Write("\nМатрицы не равны!\n");
        }

        return this;
    }

    //*
    // * @brief Транспонирование матрицы
    //
    public void Transp()
    {
        c =new double[m];
        for(int i =0;i<m;i++)
            c[i] =new double[n]; // захват памяти под элемент
        for(int i =0; i<n; i++)
            for(int j =0; j<m; j++)
                c[j][i] =a[i][j];

        for(int i =0;i<n;i++)
            a[i] = null; // освобождение памяти
        a = null;

        a =new double[m];
        for(int i =0;i<m;i++)
            a[i] =new double[n]; // захват памяти под элемент

        for(int i =0; i<m; i++)
            for(int j =0; j<n; j++)
                a[i][j] =c[i][j];

            Matrix.n =m;
            Matrix.m =n;

    }

    //*
    // * @brief Вывод матрицы
    //
    public void Print(int n, int m)
    {
        for(int i =0; i<n; i++)
        {
            for(int j =0; j<m; j++)
                Console.Write("{0,8:f2} ",GetI(i, j));
            Console.Write("\n");
        }
    }

    //*
    // * @brief Возведение в степень матрицы
    //
    public void Spep(int v)
    {
        int k =1;
        do
        {
        double s =0;
        for(int i =0;i<n;i++)
            {
                int z =0;
                while(z<m)
                {
                    c[i][z] =0;
                    for(int j =0;j<m;j++)
                    {
                        s =a[i][j]*a[j][z];
                        c[i][z]+=s;
                    }
                    z++;
                }
            }
        k++;
        }
        while(k!=v);

        for(int i =0; i<m; i++)
            for(int j =0; j<n; j++)
                a[i][j] =c[i][j];
    }
    //*
    // * @brief Проверки
    //
    public void Proverka()
    {
        int h =0;
        for(int i =0; i<n; i++)
        {
            for(int j =0; j<m; j++)
                if(a[i][j]!=0)
                {
                    if(i!=j)
                    {
                        Console.Write("Матрица №1 не диалогальная");
                        h =1;
                        break;
                    }
                }
            if(h ==1)
                break;
        }
        if(h ==0)
        {
            Console.Write("Матрица №1 диалогальная");
            Console.Write("\n");
        }
        h =0;
        for(int i =0; i<n; i++)
        {
            for(int j =0; j<m; j++)
                if(a[i][j]!=0)
                {
                    Console.Write("М\nатрица №1 не нулевая");
                    Console.Write("\n");
                    h =2;
                    break;
                }
            if(h ==2)
                break;
        }
        if(h ==0)
        {
            Console.Write("\nМатрица №1 нулевая");
            Console.Write("\n");
        }
        h =0;
        for(int i =0; i<n; i++)
        {
            for(int j =0; j<m; j++)
                if(a[i][j]!=1)
                {
                    Console.Write("Матрица №1 не единичная");
                    Console.Write("\n");
                    h =2;
                    break;
                }
            if(h ==2)
                break;
        }
        if(h ==0)
        {
            Console.Write("Матрица №1 единичная");
            Console.Write("\n");
        }

        int k =0;
        int l =1;
        int r =0;
        if(n ==m)
        {
        for(int i =1; i<n; i++)
        {
            for(int j =0; j<m; j++)
            {
                if(i>j)
                {
                    for(k; k<n; k++)
                    {
                        for(l; l<m; l++)
                        {
                                if(a[i][k]!=a[k][l])
                                {
                                    Console.Write("Матрица не симетричная.");
                                    Console.Write("\n");
                                    r =1;
                                    break;
                                }
                        }
                            if(r ==1)
                                break;
                    }
                }
            if(r ==1)
                break;
            }
            if(r ==1)
                break;
        }
        if(r ==0)
        {
            Console.Write("Матрица симетричная");
            Console.Write("\n");
        }
        }
        else
        {
            Console.Write("Матрица не симетричная");
            Console.Write("\n");
        }
    }

    //*
    // * @brief Проверка на треугольность
    //
    public void Treug()
    {
        int r =0;
        for(int i =0; i<n; i++)
        {
            for(int j =0; j<m; j++)
                if(i>j)
                {
                    if(a[i][j]!=0)
                    {
                        Console.Write("\nМатрица №1 не является верхняя треугольная.");
                        Console.Write("\n");
                        r =1;
                        break;
                    }
                }
            if(r ==1)
                break;
        }

        if(r ==0)
        {
            Console.Write("Матрица №1 является верхней треугольной.");
            Console.Write("\n");
        }

        r =0;
        for(int i =0; i<n; i++)
        {
            for(int j =0; j<m; j++)
                if(i<j)
                {
                    if(a[i][j]!=0)
                    {
                        Console.Write("Матрица №1 не является нижней треугольной.");
                        Console.Write("\n");
                        r =2;
                        break;
                    }
                }
            if(r ==2)
                break;
        }

        if(r ==0)
        {
            Console.Write("Матрица №1 является нижней треугольной.");
            Console.Write("\n");
        }
    }

    //*
    // * @brief Умножение матрицы на число
    //
    public void Umnog(int z)
    {
        for(int i =0; i<n; i++)
            for(int j =0; j<m; j++)
                a[i][j] =a[i][j]*z;
    }

    //*
    // * @brief Деление матрицы на число
    //
    public void Delenie(int z)
    {
        for(int i =0; i<n; i++)
            for(int j =0; j<m; j++)
                a[i][j] =a[i][j]/z;
    }
    public double GetI(int i, int j)
    {
        return a[i][j];
    }
}

//----------------------------------------------------------------------------------------
//  Copyright © 2006 - 2009 Tangible Software Solutions Inc.
//  This class can be used by anyone provided that the copyright notice remains intact.
//
//  This class provides the ability to convert basic C++ 'cin' behavior.
//----------------------------------------------------------------------------------------
internal static class SimulateCin
{
    private static bool goodlastread = false;
    internal static bool LastReadWasGood
    {
        get
        {
            return goodlastread;
        }
    }

    internal static string ReadToWhiteSpace(bool skipleadingwhitespace)
    {
        string input = "";
        char nextchar;
        if (skipleadingwhitespace)
        {
            while (char.IsWhiteSpace(nextchar = (char)Console.Read()))
            {
            }
            input += nextchar;
        }
        while ( ! char.IsWhiteSpace(nextchar = (char)Console.Read()))
        {
            input += nextchar;
        }
        goodlastread = input.Length > 0;
        return input;
    }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int kod;
        int p; // размеры для матриц
        int h;
        int q;
        int w;
        Matrix[] A = new Matrix[3]; // создание массива указателей класса Matrix

        Console.Write("\nВведите размеры 1-й марицы:\n Количество строк n=");
        p = Int32.Parse(Console.ReadLine());
        Console.Write(" Количество столбцов m=");
        h = Int32.Parse(Console.ReadLine());
        A[0] =new Matrix(p, h, 0);
        Console.Write("\nВведите размеры 2-й марицы:\n Количество строк k=");
        q = Int32.Parse(Console.ReadLine());
        Console.Write(" Количество столбцов l=");
        w = Int32.Parse(Console.ReadLine());
        A[1] =new Matrix(q, w, 0);
        Console.Write("\tМатрица №1\n");
        Console.Write("\n");
        A[0].Print(p, h);
        Console.Write("\n\tМатрица №2\n");
        Console.Write("\n");
        A[1].Print(q, w);
        while(true)
        {
            Console.Write("\nВыберите операции над матрицами:\n\t1.Сложение, вычитание,умножение,деление.\n\t2.Комбинированные операции присваивания.\n\t3.Сравнения на равенство/неравенство");
            Console.Write("\n\t4.Вычисление транспонированной матрицы\n\t5.Возведения в степень\n\t6.Квадратная, диагональная, нулевая, единичная, симетричная");
            Console.Write("\n\t7.Проверка на верхняя или нижняя треугольная.\n\t8.Ввести новые матрицы.\n\t0.Выход:");
            kod = Int32.Parse(Console.ReadLine());
            switch(kod)
            {
            case 1:
                Console.Write("\n1.Сложение.\n2.Вычитание.\n3.Умножение.\n4.Деление:");
                int kod1;
                kod1 = Int32.Parse(Console.ReadLine());
                switch(kod1)
                {
                case 1:
                    Console.Write("\n****Сложение:*****\n\n");
                    if(p ==q && h ==w)
                    {
                        A[2] = new Matrix(q, w, 1);
                        (A[2])=((A[0]) + (A[1]));
                        A[2].Print(q, w);
                        A[2] = null;
                    }

                    else
                    {
                        Console.Write("-----Слаживаются матрицы одинаковых размеров!!!----\n");
                    }
                    break;

                case 2:
                    Console.Write("\n****Вычитание:******\n\n");
                    if(p ==q && h ==w)
                    {
                        A[2] = new Matrix(q, w, 1);
                        (A[2])=(A[0]) - (A[1]);
                        A[2].Print(q, w);
                        A[2] = null;
                    }
                    else
                    {
                        Console.Write("----Матрицы должны быть одинаковых размеров!!!----\n");
                    }
                    break;
                case 3:
                    Console.Write("\n****Умножение:******\n\n");
                    int z;
                    Console.Write("1. Умножение матриц на число.\n2. Умножение матрицы на матрицу:");
                    z = Int32.Parse(Console.ReadLine());
                    A[2] = new Matrix(p, w, 1);
                    if(z ==2)
                    {
                        if(h ==q)
                        {
                            (A[2])=((A[0]) * (A[1]));
                            Console.Write("\n\tПроизведение матриц:\n");
                            A[2].Print(p, w);
                            A[2] = null;
                        }
                        else
                        {
                            Console.Write("----Умножаются матрицы размеров NxM и KxL, если M=K!!!!!-----\n");
                        }
                    }

                    else
                    {
                        double u;
                        Console.Write("Введите коофициент умножения:");
                        u = Int32.Parse(Console.ReadLine());
                        Console.Write("\n\tМатрица №1:\n");
                        Console.Write("\n");
                        A[0].Umnog(u);
                        A[0].Print(p, h);

                    }
                    break;
                case 4:
                    int u;
                    Console.Write("\nДеление матрицы на чило. Введите число:");
                    u = Int32.Parse(Console.ReadLine());
                    if(u ==0)
                    {
                        Console.Write("\nНа 0 делить нельзя!!!\n");
                    }
                    else
                    {
                        Console.Write("\n\tМатрица №1:\n");
                        Console.Write("\n");
                        A[0].Delenie(u);
                        A[0].Print(p, h);
                    }
                    break;
                }
            break;

            case 2:
                if(p ==q && h ==w)
                {
                    Console.Write("\nОперация '+='(A+=B)\nМатрица №1:\n");
                    Console.Write("\n");
                    (A[0])+=(A[1]);
                    A[0].Print(p, h);
                    Console.Write("\nОперация '-='(A-=B)\nМатрица №1:\n");
                    Console.Write("\n");
                    (A[0])-=(A[1]);
                    A[0].Print(p, h);
                }
                else
                {
                    Console.Write("\nМатрицы должны быть одинаковых размеров!\n");
                }
                break;

            case 3:
                if(p ==q && h ==w)
                    (A[0])==(A[1]);
                else
                {
                    Console.Write("\nМатрицы должны быть одинаковых размеров!\n");
                }
                break;

            case 4:
                Console.Write("\nТранспонированая матрица №1:\n");
                Console.Write("\n");
                A[0].Transp();
                A[0].Print(h, p);
                break;

            case 5:
                if(p ==h)
                {
                    int v;
                    Console.Write("\nВведети степень:");
                    Console.Write("\n");
                    v = Int32.Parse(Console.ReadLine());
                    Console.Write("\nВозведение матрицы №1 в степень:\n");
                    Console.Write("\n");
                    A[0].Spep(v);
                    A[0].Print(p, h);
                }
                else
                {
                    Console.Write("\nНужно ввести квадратную матрицу!!!\n");
                }
                break;

            case 6:
                Console.Write("Проверка для матрицы №1");
                Console.Write("\n");
                if(p ==h)
                {
                    Console.Write("\nМатрица №1 квадратная.\n");
                }
                else
                {
                    Console.Write("\nМатрица №1 не квадратная.\n");
                }
                A[1].Proverka();
                break;

            case 7:
                Console.Write("Проверка для матрицы №1");
                Console.Write("\n");
                A[0].Treug();
                break;

            case 8:
                for(int i =0; i<2; i++)
                    A[i] = null;
                Console.Write("\nВведите размеры 1-й марицы:\n Количество строк n=");
                p = Int32.Parse(Console.ReadLine());
                Console.Write(" Количество столбцов m=");
                h = Int32.Parse(Console.ReadLine());
                A[0] =new Matrix(p, h, 0);
                Console.Write("\nВведите размеры 2-й марицы:\n Количество строк k=");
                q = Int32.Parse(Console.ReadLine());
                Console.Write(" Количество столбцов l=");
                w = Int32.Parse(Console.ReadLine());
                A[1] =new Matrix(q, w, 0);
                Console.Write("\tМатрица №1\n");
                Console.Write("\n");
                A[0].Print(p, h);
                Console.Write("\n\tМатрица №2\n");
                Console.Write("\n");
                A[1].Print(q, w);
            break;

            case 0:
                for(int i =0; i<2; i++)
                    A[i] = null;
                 return 0;
            }
        }
    }
}
        }