#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

#define TAM 3

void gerarMatriz(float matriz_L[TAM][TAM],float matriz_U[TAM][TAM],float matriz_A[TAM][TAM]);
void imprimirMatriz(float matriz[TAM][TAM]);
void calcularInferior(float matriz_L[TAM][TAM],float b[TAM],float y[TAM]);
void calcularSuperior(float matriz_U[TAM][TAM],float x[TAM],float y[TAM]);

int main(){
    float matriz_L[TAM][TAM],matriz_U[TAM][TAM];
    float matriz_A[TAM][TAM]={3,2,4,1,1,2,4,3,-2};
    float b[TAM]={1,2,3},x[TAM],y[TAM]={0,0,0};
    printf("\n\n-----MATRIZ A-----\n");
    imprimirMatriz(matriz_A);
    gerarMatriz(matriz_L,matriz_U,matriz_A);
    printf("\n\n-----MATRIZ L-----\n");
    imprimirMatriz(matriz_L);
    printf("\n\n-----MATRIZ U-----\n");
    imprimirMatriz(matriz_U);
    calcularInferior(matriz_L,b,y);
    calcularSuperior(matriz_U,x,y);
    printf("\n\n\nResultado do sistema: ");
    for(int i=0;i<TAM;i++){
        printf("%.2f ",x[i]);
    }
}

void gerarMatriz(float matriz_L[TAM][TAM],float matriz_U[TAM][TAM],float matriz_A[TAM][TAM]){
    int i,j,k,p;
    float soma;

    //Preenchimento da matriz L
    for(i=TAM-1;i>=0;i--){
        for(j=TAM-1;j<i;j--){
            matriz_L[i][j]=0;
        }
    }
    //preenchimento da matriz U
    for(i=0;i<TAM;i++){
        for(j=0;j<i;j++){
            matriz_U[i][j]=0;
        }
    }

    for(p=0;p<TAM;p++){
        matriz_L[p][p]=1;
        for(j=p;j<TAM;j++){
            soma=0;
            for(k=0;k<p;k++){
                soma+=(matriz_L[p][k]*matriz_U[k][j]);
            }
            matriz_U[p][j]=matriz_A[p][j]-soma;
        }
        for(i=p+1;i<TAM;i++){
            soma=0;
            for(k=0;k<p;k++){
                soma+=matriz_L[i][k]*matriz_U[k][p];
            }
            matriz_L[i][p]=(1/matriz_U[p][p])*(matriz_A[i][p]-soma);
        }
    }

}

void calcularInferior(float matriz_L[TAM][TAM],float b[TAM],float y[TAM]){
    float soma=0;
    for(int i=0;i<TAM;i++){
        for(int j=0;j<i;j++){
            soma+=(matriz_L[i][j]*y[j]);
        }
        y[i]=(b[i]-(soma))/matriz_L[i][i];
        soma=0;
    }
}

void calcularSuperior(float matriz_U[TAM][TAM],float x[TAM],float y[TAM]){
    int i, j;
    float soma=0;
    for (i=TAM-1;i>=0;i--){
        for (j=i+1;j<TAM;j++){
            soma+=(matriz_U[i][j]*x[j]);
        }
        x[i]=(y[i]-soma)/matriz_U[i][i];
    }
}

void imprimirMatriz(float matriz[TAM][TAM]){
    for(int i=0;i<TAM;i++){
        for(int j=0;j<TAM;j++){
            printf("%.2f  ",matriz[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}