#include<iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include<cstdlib>

using namespace std;

//maksymalny rozmiar macierzy
#define MAX 100


//Dane początkowe
int N;//rozmiar macierzy
int MLI;//maksymalna liczba iteracji
double e;//dokładność e

//Macierze i wektory wykorzystywane w programie
double Macierz_A[MAX][MAX];
double Wektor_B[MAX];
double Wektor_X[MAX];
double Macierz_Alfa[MAX][MAX];
double Wektor_Beta[MAX];
double Wektor_R[MAX];
double Wektor_Pierwszej_Poprawki[MAX];




bool wczytaj_Z_Pliku_Wejsciowego(string fileName)//wczytuje macierz A oraz wektory B i X
{
	//wprowadzenie danych początkowych
	cout << "Wprowadz N: ";
	cin >> N;
	cout << "Wprowadz MLI: ";
	cin >> MLI;
	cout << "Wprowadz e: ";
	cin >> e;

	//otwarcie pliku tekstowego
	ifstream plik;
	plik.open(fileName);

	double bufor;

	if (!plik.is_open())//jeśli nie udało się otworzyć pliku
	{
		cout << "Nie odnaleziono pliku wejściowego!" << endl;
		return false;
	}
	else
	{
		for (int i = 0; i < N; i++)//wczytanie macierzy A
		{
			for (int j = 0; j < N; j++)
			{
				plik >> bufor;
				Macierz_A[i][j] = bufor;
			}
		}

		for (int i = 0; i < N; i++)//wczytanie wektora B
		{
			plik >> bufor;
			Wektor_B[i] = bufor;
		}

		for (int i = 0; i < N; i++)//wczytanie wektora X
		{
			plik >> bufor;
			Wektor_X[i] = bufor;
		}
		return true;
	}
}


void drukuj_Dane_Wejsciowe()
{

	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		for (int j = 0; j < N; j++)
		{
			cout << Macierz_A[i][j] << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	cout << endl << endl << "Wektor B" << endl;;
	for (int i = 0; i < N; i++)
		cout << Wektor_B[i] << " ";

	cout << endl << endl << "Wektor X" << endl;
	for (int i = 0; i < N; i++)
		cout << Wektor_X[i] << " ";


}

void stworz_Macierz_Alfa()//tworzenie macierzy alfa
{
	bool dzielenie_przez_zero = false;
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		for (int j = 0; j < N; j++)
		{
			if (i == j)
			{
				Macierz_Alfa[i][j] = 0;
			}
			else
			{
				if (Macierz_A[i][i] == 0)//jeżeli zero w mianowniku
				{
					cout << "Blad dzielenia przez zero" << endl;
					dzielenie_przez_zero = true;
					break;
				}
				else
				{
					Macierz_Alfa[i][j] = -Macierz_A[i][j] / Macierz_A[i][i];
				}
			}
		}

		if (dzielenie_przez_zero)//jeżeli wystšpi dzielenie przez zero
			break;
	}

}


void stworz_Wektor_Beta()//tworzenie wektora beta
{

	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		if (Macierz_A[i][i] == 0)//jeżeli zero w mianowniku
		{
			cout << "Blad dzielenia przez zero" << endl;
			break;
		}
		else
		{
			Wektor_Beta[i] = Wektor_B[i] / Macierz_A[i][i];
		}
	}
}


int funkcja_Glowna_Algorytmu()//funkcja wykonująca iterajce i testujaca warunek stopu
{
	int a = 0;
	for (int i = 0; i < N; i++)//tworzenie tablicy
	{
		if (Wektor_X[i] == 0)
		{
			a++;
		}
	}

	if (a == N)//wektor X jest zerowy
	{
		cout << "WEKTOR JEST ZEROWY" << endl;
		for (int i = 0; i < N; i++)
		{
			Wektor_R[i] = Wektor_Beta[i];
		}
	}


	double rs = abs(Wektor_R[0]);//bufor na dane
	int s = 0;//indeks elementu w tabilcy R

	for (int i = 0; i < N; i++)//znajdowanie maksymalnego elementu
	{
		if (abs(Wektor_R[i]) >= rs)
		{
			rs = abs(Wektor_R[i]);
			s = i;
			cout << rs << endl;
		}
	}
	cout << "Maksymalny element: " << rs << endl;

	//wektor pierwszej poprawki
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		if (i == s)
			Wektor_Pierwszej_Poprawki[i] = Wektor_R[s];
		else
			Wektor_Pierwszej_Poprawki[i] = 0;
	}


	int it = 0;//licznik iteracji

	do
	{
		Wektor_X[s] += Wektor_R[s];

		for (int i = 0; i < N; i++)
		{
			if (i != s)
				Wektor_R[i] += (Macierz_Alfa[i][s] * Wektor_R[s]);
		}
		cout << "e = " << Wektor_R[s] << endl;
		Wektor_R[s] = 0;

		rs = abs(Wektor_R[s]);
		s = 0;

		for (int i = 0; i < N; i++)//znajdowanie maksymalnego elementu
		{
			if (abs(Wektor_R[i]) >= rs)
			{
				rs = abs(Wektor_R[s]);
				s = i;
			}
		}
		cout << "Nowy maksymalny element: " << rs << endl;

		it++;
	} while (it<MLI && rs > e);

	cout << "ostatnie e= " << rs<<endl;
	return it;
}

void generuj_Raport()
{
	ofstream plik;
	plik.open("raport.txt");
	if (!plik.is_open())//jeżeli wystąpił błąd przy otwarciu pliku
	{
		cout << "Wystapil blad przy tworzeniu pliku" << endl;
	}
	else
	{
		plik << "Raport wykonaywania algorytmu relaksacji: " << endl << endl;;
		plik << "Dane wejściowe: " << endl;
		plik << "Macierz A: " << endl;

		for (int i = 0; i < N; i++)
		{
			for (int j = 0; j < N; j++)
			{
				plik << Macierz_A[i][j] << " ";
			}
			plik << endl;
		}

		plik << endl<<"Wektor B: " << endl;

		for (int i = 0; i < N; i++)
			plik << Wektor_B[i] << endl;

		plik << "Dokładność e= " << e << endl;
		plik << "Maksymalna liczba iteracji= " << MLI<<endl;

		plik << "Macierz alfa: " << endl;
		for (int i = 0; i < N; i++)
		{
			for (int j = 0; j < N; j++)
				plik << Macierz_Alfa[i][j] << " ";
			plik << endl;
		}
		plik << endl;

		plik << "Wektor beta: " << endl;
		for (int i = 0; i < N; i++)
			plik << Wektor_Beta[i] << endl;

		plik << "Wektor residuum: " << endl;
		for (int i = 0; i < N; i++)
			plik << Wektor_R[i] << endl;

		plik << "Wektor przybliżonego rozwiązania: " << endl;
			for (int i = 0; i < N; i++)
				plik << endl;

		plik << endl << "Wektor X: " << endl;
		for (int i = 0; i < N; i++)
			plik<< Wektor_X[i] << endl;
	}
}


int main()
{


		/*
		bool wczytaj_Z_Pliku_Wejsciowego(string fileName);
		printMatrix();
		void stworz_Macierz_Alfa();
		void stworz_Wektor_Beta();
		int FunkcjaGlownaAlgorytmu();
		*/

	wczytaj_Z_Pliku_Wejsciowego("input.txt");
	stworz_Macierz_Alfa();
	stworz_Wektor_Beta();
	int it = funkcja_Glowna_Algorytmu();
	cout << "Liczba iteracji:      " << it << endl;

	generuj_Raport();


	return 0;
}