#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <locale.h>
#include <string.h>
#include <iomanip.h>
#include <math.h>

/** Условие:
Составить программу для работы с целыми числами в семеричной системе счисления.
Для хранения таких чисел использовать стандартный тип long int, но ограничиться только цифрами 0,1,2,3,4,5,6.
Например, для переменной k в семеричной системе счисления iо- int к=-126; значение будет равно -69 в десятичной
системе счисления. Учесть, что при таком представлении можно работать только с числами, ограниченными
диапазоном типа long int. В качестве диапазона чисел в семеричной системе счисления можно взять значения
от-2146666666 до 2146666666.

В соответствии с условиями задания для лабораторной работы к данному занятию составить функции
для реализации следующих арифметических операций в указанной системе счисления: сложение, вычитание, умножение,
возведение в целую неотрицательную степень. Функции должны отслеживать возможное переполнение. Для чисел а и b,
введенных пользователем в указанной системе счисления, с помощью реализованных функций вычислить
значение выражения а^2b-а(а-b)+а.

 */

const long int  MAX_7_NUMBER = 2146666666;
const long int MIN_7_NUMBER = -2146666666;

int getDigitInNumber(long int x,int digitnum);
void setDigitInNumber(long int &x,int digitnum, int digit);
bool isValid7Numb(long int x);
long int sum(long int a, long int b);
long int sub(long int a, long int b);
long int mul(long int a, long int b);
long int step(long int a,long int step);

//Функция получения цифры по позиции в числе
int getDigitInNumber(long int x,int digitnum)
{
    long int digit10=1,tmp = x;
    for (int i =0; i<digitnum-1; i++)
        digit10 *=10;
    return (tmp / digit10) % 10;
}
//Фцнуция для установки значения цифры в числе
void setDigitInNumber(long int &x,int digitnum, int digit)
{
    long int digit10=1;
    for (int i =0; i<digitnum-1; i++)
        digit10 *=10;
    int tmp = getDigitInNumber(x,digitnum);
    x = x - (tmp*digit10) + digit*digit10;
}
//Функция проверки является ли число верным числом в 7 с.с.
bool isValid7Numb(long int x)
{
    char tmp[20];

    sprintf(tmp,"%d",x); //Преобразовываем число в строку
    for (int i = 0; i<strlen(tmp); i++) //Цикл по всей строке
        if (!(tmp[i]<='6' && tmp[i]>='0'||tmp[i]=='-')) //Если это не цифры от 0 до 6 или - то
            return false;                               //возвращаем false
    return true; //Если число прошло цикл, то возвращаем true
}

long int sum(long int a, long int b)
{
    long int res = 0,tmpa = (int)fabs(a),tmpb = (int)fabs(b);
    int perenos = 0;
    int i = 0;

    //Выбираем большее из чисел А и Б
    if (tmpa<tmpb)
    {
      tmpa = (int)fabs(b); //Устанавливаем большее число в tmpA
      tmpb = (int)fabs(a); //Меньшее в tmpB
    }


    //Проверим нельзя ли заменить сложение вычитанием
    if (a<0&&b>0)
        return sub(b,-1*a);
    else if(a>0&&b<0)
        return sub(a,-1*b);

    int znak = (a+b)/((int)fabs(a+b));//Знак выражения

    //Проверяем не возникает ли переполнения при сложении чисел
    if (tmpa+tmpb>MAX_7_NUMBER)
    {
        printf("Произошло переполнение! Результат вычисления выражения будет неверен!\n");
        return 0;
    }

    while (tmpa!=0||perenos!=0) //Пока число A не равно 0 т.е. пока не все цифры числа А просуммированы или присутствует перенос в старший разряд
    {
        i++;//Позиция в результате для установки результата вычитания

        int digitA = getDigitInNumber(tmpa,1);//Достаем последнюю цифру(младший значащий разряд) от числа А
        tmpa = tmpa/10; //Отрезаем последнюю цифру от числа А

        int digitB  = getDigitInNumber(tmpb,1);//Достаем последнюю цифру(младший значащий разряд) от числа B
        tmpb = tmpb/10; //Отрезаем последнюю цифру от числа B

        int d = (digitA + digitB + perenos) % 7; //Вычисляем результат сложения разрядов с учетом 7 с.с.
        perenos = (digitA + digitB + perenos) / 7; //Вычисляем перенос в старший разряд

        setDigitInNumber(res,i,d); //Устанавливаем результат вычитания чисел в позицую i результата
    }
    return res*znak; // Вохвращаем результат сложения с учетом знака
}

long int sub(long int a, long int b)
{
    if (a==b) return 0; //Если числа равны то результат вычитания равен нулю
    long int res = 0,
    tmpa = (int)fabs(a), //Берем числа А и B по модулю
    tmpb = (int)fabs(b);

    //Проверим нельзя ли заменить вычитание сложением
    if (a<0&&b>0) return -sum(-1*a,b);
    else if(a>0&&b<0) return sum(a,-1*b);

    //Найдем максимальное по модулю число  чтобы отнимать от большего меньшее;
    if (fabs(tmpa)<fabs(tmpb))
    {
            tmpa = (int)fabs(b);
            tmpb = (int)fabs(a);
    }
    int i = 0,//Позиция в результате

    znak = (a-b)/((int)fabs(a-b));//Знак выражения

    while (tmpa!=0) //Пока число A не равно 0 т.е. пока не все цифры отрезаны
    {
        i++;//Позиция в результате для установки результата вычитания
        int digitA = getDigitInNumber(tmpa,1);//Достаем последнюю цифру(младший значащий разряд) от числа А
        tmpa = tmpa/10; //Отрезаем последнюю цифру от числа А
        int digitB  = getDigitInNumber(tmpb,1);//Достаем последнюю цифру(младший значащий разряд) от числа B
        tmpb = tmpb/10; //Отрезаем последнюю цифру от числа B


        if (tmpa!=0)
            if (digitA<digitB){ //Если число из которого вычитают меньше вычитаемого то заимствуем из старших разрядов
                //Заимствование из старшего разряда
                int k = 1; //переменная в которой будем искать ближайший к текущему(i-му) разряду разряд отличный от нуля
                while (getDigitInNumber(tmpa,k)==0) k++; //Ищем пока не доберемся до первого значящего разряда

                setDigitInNumber(tmpa,k,getDigitInNumber(tmpa,k)-1);//Уменьшили первый найденный значящий разряд на 1

                //Устанавливаем все разряды после занячещего в 6, т.к. из них заимствована 1 до текущего разряда
                for (int j = k-1; j>0; j--)
                    setDigitInNumber(tmpa,j,6);
                digitA+=7; //Прибавляем заимствованный десяток к текущему разряду. 7 = 10 в 7ричной с.с.

            }
        int d = (digitA - digitB) % 7; //Находим результат вычитания разрядов чисел
        setDigitInNumber(res,i,d); //Устанавливаем результат вычитания чисел в позицую i результата

    }
    return znak*res; //Возвращаем результат вычитания с учет ранее найденного знака
}

long int mul(long int a, long int b){

    if (a==0||b==0) return 0; //Если какой-либо из множителей равен нулю то результат равен нулю

    int znak = (int) (a/fabs(a))*(b/fabs(b)); //Находим знак выражения

    long int res = 0, //Принимаем резульатт равным нулю т.к. мы заменим умножение сложением
    tmpa = (int)fabs(a), //Берем число А по модулю
    tmpb = (int)fabs(b); //Берем число B по модулю

    //Заменяем умножение сложением
    for (long int i = tmpb; i>0; i=sub(i,1)) //Цикл от B до 1
    {
        res = sum(res,tmpa); //Прибавляем число а к результату
    }
    return res * znak;
}

long int step(long int a, long int step){
   if (step==0)  return 1;
   if (a==0||a==1) return a;

   long int res = 1; //Принимаем резульатт равным еденице
   for (long int i = step; i>0; i = sub(i,1))
   {
       res = mul(res,a);
   }
   return res;
}

int main()
{
    setlocale(LC_ALL,"Rus");

    printf("Сумма 1000+666: %d\n",sum(1000,666));
    printf("Сумма -1000+666: %d\n",sum(-1000,666));
    printf("Сумма 1000+(-666): %d\n",sum(1000,-666));
    printf("Сумма -1000+(-666): %d\n",sum(-1000,-666));
    printf("Сумма -1+1): %d\n",sum(-1,1));

    printf("Разность 1000-666: %d\n",sub(1000,666));
    printf("Разность -1000-666: %d\n",sub(-1000,666));
    printf("Разность 1000-(-666): %d\n",sub(1000,-666));
    printf("Разность -1000-(-666): %d\n",sub(-1000,-666));

    printf("Разность 666-(-1000): %d\n",sub(666,-1000));
    printf("Разность -666-(-1000): %d\n",sub(-666,-1000));

    printf("Умножение -1*5: %d\n",mul(-1,5));
    printf("Умножение 100*10: %d\n",mul(100,10));
    printf("Умножение -100*10: %d\n",mul(-100,10));
    printf("Умножение 100*(-10): %d\n",mul(100,-10));
    printf("Умножение -100*(-10): %d\n",mul(-100,-10));

    printf("Возведение в степень -10^3: %d\n",step(-10,3));
    printf("Возведение в степень -10^2: %d\n",step(-10,2));
    printf("Возведение в степень -10^2: %d\n",step(-10,4));

    printf("Сумма 2146666666+666: %d\n",sum(MAX_7_NUMBER,666));
    printf("Сумма -2146666666+666: %d\n",sum(MIN_7_NUMBER,666));

    long int a,b; //Объявляем перменные
    //Считываем переменную А с проверкой на правильность
    do
    {
        printf("Введите 1 число в 7 с.с.:");
        scanf("%d",&a);
    }
    while(!isValid7Numb(a));//Цикл выполняется пока вводится число не удовлтворяющее 7 с.с.

    //Считываем переменную B с проверкой на правильность
    do
    {
        printf("Введите 2 число в 7 с.с.:");
        scanf("%d",&b);
    }
    while(!isValid7Numb(b));//Цикл выполняется пока вводится число не удовлтворяющее 7 с.с.

    //Вычисляем значение выражения из условия задания
    printf("Результат вычисления выражения a^2*b-a*(a-b)+a = %d\n",sum(sub(mul(step(a,2),b),mul(a,sub(a,b))),a)) ;

    system("pause");
    return 0;
}