#include"stdafx.h"
#include<fstream>
#include<iostream>
#include<math.h>

using namespace std;

double e, v, r, s;
int i, j, n;
char c;

bool ProverkaTochnosti(double *x, double *p, double e);
bool ProverkaDiagonalnogoPreobladania(int n, double**a);
void Result(int n, double*x);
void VyvodOtveta(int n, double*y);
void Finish(int n, double**a, double*b, double*x, double*p);
void InputKeyboard(int n, double**a, double*b);
int InputFile(int n, double**a, double*b);
void MetodZeidelya(int n, double**a, double*b, double*x, double*p, double e);


int main() {
    setlocale(LC_ALL, "russian");
    cout << "-----------Решение СЛАУ методом Зейделя------------" << endl;
    cout << "---------------------------------------------------" << endl;
    cout << "Введите порядок матрицы: ";
    cin >> n;
    cout << "---------------------------------------------------" << endl;
    double**a = new double*[n];
    for (i = 0; i < n; i++)
        a[i] = new double[n];
    double*b = new double[n];
    double*x = new double[n];
    double*p = new double[n];
    cout << "(1)Ввод данных с файла" << endl;
    cout << "(2)Ввод данных с клавиатуры" << endl;
    cout << "---------------------------------------------------" << endl;
    cout << "Выберите способ ввода данных: ";
    cin >> c;
    cout << "---------------------------------------------------" << endl;
    switch (c) {
    case '1': InputFile(n, a, b); break;
    case '2': InputKeyboard(n, a, b); break;
    default: cout << "Способ ввода не выбран!!!" << endl;
    return -1;
    }

    ProverkaDiagonalnogoPreobladania(n, a);
    if (ProverkaDiagonalnogoPreobladania(n, a)){
        cout << "Система имеет диагональное преобладание" << endl;
        cout << "---------------------------------------------------" << endl;
        cout << "Введите точность:";
        cin >> e;
        cout << "---------------------------------------------------" << endl;
        MetodZeidelya(n, a, b, x, p, e);
        VyvodOtveta(n, p);
        Result(n, x);
        Finish(n, a, b, x, p);
    }
    else {
        cout << "---------------------------------------------------" << endl;
        cout << "Нет диагонального преобладания!!!" << endl;
        cout << "---------------------------------------------------" << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

void InputKeyboard(int n, double**a, double*b){
    cout << "Введите коэффициенты и свободные члены:" << endl;
    for (i = 0; i <n; i++){
        for (j = 0; j <n; j++){
            cout << "a[" << i + 1 << "," << j + 1 << "]= ";
            cin >> a[i][j];
        }
        cout << "b[" << i + 1 << "]= ";
        cin >> b[i];
    }
}

int InputFile(int n, double**a, double*b) {
    ifstream fin;
    fin.open("Input Data.txt");
    if (!fin.is_open()) {
        cout << "Ошибка при открытии файла!!!" << endl;
        cout << "---------------------------------------------------" << endl;
        return -1;
    }
    for (i = 0; i < n; i++){
        for (j = 0; j < n; j++){
            fin >> a[i][j];

        }
        fin >> b[i];
    }
    fin.close();
    cout << "---------------------------------------------------" << endl;
    cout << "Данные успешно считаны" << endl;
    cout << "---------------------------------------------------" << endl;
    return 0;
}


void Finish(int n, double**a, double*b, double*x, double*p){
    for (i = 0; i < n; i++) {
        delete[]a[i];
    }
    delete[]a;
    delete[]b;
    delete[]x;
    delete[]p;
}

void Result(int n, double*x){
    ofstream fout;
    fout.open("Recorded Results.txt");
    fout << "Корни системы: " << endl;
    for (i = 0; i < n; i++)
        fout << "x[" << i << "]=" << x[i] << " " << endl;
    fout.close();
    cout << "---------------------------------------------------" << endl;
    cout << "Данные успешно записаны" << endl;
    cout << "---------------------------------------------------" << endl;
}


void VyvodOtveta(int n, double*x){
    for (int i = 0; i < n; i++)
        cout << "x[" << i + 1 << "]=" << x[i] << endl;
}


bool ProverkaTochnosti(double *x, double *p, double e) {
    r = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++){
        r += pow((x[i] - p[i]), 2);
    }
    if (sqrt(r) >= e)
        return false;
    return true;
}


void MetodZeidelya(int n, double**a, double*b, double*x, double*p, double e) {

    for (int i = 0; i < n; i++)
        x[i] = 0;
    do {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            p[i] = x[i];
        }
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            v = 0;
            for (int j = 0; j < i; j++)
                v += (a[i][j] * x[j]);
            for (int j = i + 1; j < n; j++)
                v += (a[i][j] * p[j]);
            x[i] = (b[i] - v) / a[i][i];
        }
    } while (!ProverkaTochnosti(x, p, e));
}


bool ProverkaDiagonalnogoPreobladania(int n, double**a) {
    for (i = 0; i< n; i++) {
        double s = 0; {
            for (j = 0; j < n; j++)
            if (j != i)
                s += fabs(a[i][j]);
        }
        if (fabs(a[i][i]) < s)
            return false;
    }
    return true;
}