Řešení soustavy lineárních rovnic

/* SEMESTRALNI PROJEKT
Program pro vypocet soustavy linearnich rovnic
- pouzita Gaussova eliminacni metoda
Milan Bubniak, FEKT 2017 */

#include "stdafx.h"
#include "operace.h"
#include <windows.h>

#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAX 10                                  // maximalni pocet neznamych v soustave
static const char cesta[] = "./rovnice.txt";    // cesta k souboru se soustavou rovnic

enum menu { zadavani = 1, soubor, konec };

typedef double matice[MAX - 1][MAX];

void plneni(int q, matice b);
void vypis(int q, matice b);
void nula(int q, int m, matice b);
void plneniSoubor(int q, matice b, FILE *fileta);
void vypocet(int q, matice a);
void onZadat();
void onSoubor();
void splitter();

void plneni(int q, matice b)
{
    for (char m = 0; m < q; m++)
    {
        for (char n = 0; n < q + 1; n++)
        {
            b[m][n] = 0;
        }
    }

    for (char m = 0; m < q; m++)
    {
        printf(" Zadej koeficienty A,B,... (atd. dle poctu neznamych) a hodnotu Z dle tvaru: A*x + B*y + ... = Z v %.d. rovnici soustavy:\n", m + 1);
        for (char n = 0; n < q + 1; n++)
        {
            if (n == q)
                printf("\tZ: ");
            else
                printf("\t%c: ", n + 65);

            scanf_s("%lf", &b[m][n]);
        }
    }
}

void vypis(int q, matice b)
{
    printf("\n");
    for (char m = 0; m < q; m++)
    {
        for (char n = 0; n < q + 1; n++)
        {
            if (n == q)
                printf("  | %9.3lf", b[m][n]);
            else
                printf("%10.3lf", b[m][n]);
        }
        printf("\n");
    }
    printf("\n");
}

void nula(int q, int m, matice b)
{
    int n = m; int k = m;
    double z;

    while ((b[m][n] == 0) && (m <= (q-1)))
    {
        m += 1;
        if (b[m][n] != 0)
            for (n = 0; n <= q; n++)
            {
                z = b[m][n];
                b[m][n] = b[k][n];
                b[k][n] = z;
            }
    }
}

void plneniSoubor(int q, matice b, FILE *fileta)
{
    for (char m = 0; m < q; m++)
    {
        for (char n = 0; n < q + 1; n++)
        {
            b[m][n] = 0;
        }
    }

    for (char m = 0; m < q; m++)
    {
        for (char n = 0; n < q + 1; n++)
        {
            if (!feof(fileta))
                fscanf_s(fileta, "%lf;", &b[m][n]);
        }
        printf(" %.d. rovnice nactena.\n", m + 1);
    }
}

void vypocet(int s, matice a)
{
    int i, j, f, g, e, c, d;
    double y;

    d = FALSE;

    printf(" Sestavena matice koeficientu:\n");
    vypis(s, a);
    printf(" Nuluji pod diagonalou...\n");

    for (i = 0; i < s - 1; i++)
    {
        nula(s, i, a);

        for (e = 0; e < s - i; e++)
        {
            if (a[i + e][i] != 0)
            {
                y = a[i + e][i] / a[i][i] * (-1.0);

                for (j = 0; j < s + 1; j++)
                {
                    a[i][j] *= y;
                    a[i + e][j] += a[i][j];
                }
            }
        }

        vypis(s, a);
        Sleep(500);

        for (f = i; f < s; f++)
        {
            c = FALSE;
            for (g = 0; g < s; g++)
                c = (a[f][g] != 0) || c;

            if (!c)
            {
                d = a[f][s + 1] == 0;
                f = s;
            }
        }

        if (!c)
            i = s - 1;
    }

    if (c)
    {
        for (j = (s - 1); j >= 0; j--)
        {
            for (e = (j + 1); e <= (s - 1); e++)
                a[j][s] -= a[j][e];

            a[s][j] = a[j][s] / a[j][j];

            for (i = 0; i <= j; i++)
                a[i][j] *= a[s][j];
        }

        printf(" Vypoctene koreny soustavy:\n\n");
        for (j = 0; j <= (s - 1); j++)
            printf("\tX%d = %lf\n", j + 1, a[s][j]);

        splitter();
    }
    else
    {
        if (d)
            printf("\n Tato soustava rovnic ma nekonecne mnoho reseni!\n");
        else
            printf("\n Tato soustava rovnic nema reseni!\n");

        splitter();
    }
}

void onZadat()
{
    matice ax;
    int sx, cx;

    printf(" Kolik bude v rovnicich neznamych? (Takovy pak jest i pocet rovnic!)\n Poznamka: Maximalni pocet neznamych jest %.d.\n", MAX);
    printf(" Zadej pocet neznamych: ");
    scanf_s("%d", &sx);
    while ((sx < 1) || (sx > MAX))
    {
        printf(" Prosim, nezadavejte nesmysly.\n");
        while ((cx = getchar()) != '\n' && cx != EOF);
        printf(" Zadej pocet neznamych: ");
        scanf_s("%d", &sx);
    }

    splitter();
    plneni(sx, ax);
    splitter();

    vypocet(sx, ax);
}

void onSoubor()
{
    matice ax;
    int sx;

    FILE *soubor;

    if (fopen_s(&soubor, cesta, "r") != 0)
    {
        printf(" Nepodarilo se otevrit soubor: %s\n", cesta);
        splitter();
        return;
    }

    fscanf_s(soubor, "%d;\n", &sx);

    if ((sx < 1) || (sx > MAX))
    {
        printf(" Nepodarilo se v souboru nacist rozmer matice.\n");
        return;
    }

    splitter();
    plneniSoubor(sx, ax, soubor);
    fclose(soubor);
    splitter();

    vypocet(sx, ax);
}

void splitter()
{
    CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO csbi;
    int columns = 0;

    GetConsoleScreenBufferInfo(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), &csbi);
    columns = csbi.srWindow.Right - csbi.srWindow.Left + 1;
    printf(" ");
    for (int i = 0; i < columns - 2; i++)
    {
        printf("~");
    }
    printf("\n");
}

int main()
{
    menu volba;

    printf(" Vitejte v programu pro vypocet soustavy linearnich rovnic! Prosim vyberte cislo pozadovane operace:\n\n");

    do
    {
        printf(" 1: Zadat rovnice rucne\n 2: Cist rovnice ze souboru\n 3: Ukoncit program\n");
        splitter();

        printf("\n Volba: ");

        if (scanf_s("%d", &volba) != 1)
        {
            printf(" Neplatna operace!\n");
            splitter();
            while ((getchar()) != '\n');
            continue;
        }

        switch (volba)
        {
            case zadavani:
            {
                system("cls");
                onZadat();
                break;
            }
            case soubor:
            {
                system("cls");
                onSoubor();
                break;
            }
            case konec:
            {
                system("cls");
                printf("Sbohem!\n");
                Sleep(1000);
                return 1;
                break;
            }
            default:
            {
                printf(" Neznama volba!\n");
                splitter();
                break;
            }
        }
    } while (true);

    return 0;
}