#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <time.h>
#include<math.h>
#include"mpi.h"

//Αλάξτε τα παρακάτω για να φανούν οι περιπτώσεις
#define ON 1 //Τα στοιχεία στην κύρια διαγώνιο
#define OFF 0 //Τα στοιχεία εκτός διαγώνιο

/*Όλες οι printf που έχουν // μπροστά τους χρησιμοποιούνται για debbuging.*/

void printArray(int *array,int n); //Τυπώνει την ακολουθία που δώθικε από τον χρήστη
int getSize(int pros); //Ζητά το μήκος της ακολουθίας από τον χρήστη
void getArray(int *array,int n); //Ζητά ένα ένα τα στοιχεία της ακολουθίας από τον χρήστη
int checkCond(int *arr,int size,int offset,int proc);//Ελέχγει την προυπόθεση
int checkMax(int *arr,int size,int lines,int proc);//Βρίσκει το μέγιστο στοιχείο της διαγώνιου
void createArray(int *a,int *b,int size,int lines,int proc,int max);//Φτιάχνει τον δεύτερο πίνακα.;

int main(int argc, char *argv[])
{
    int size; //Ο αριθμός ακεραίων που θα διαβαστούν από τον χρήστη που καθορίζουν το μέγεθος της ακολουθίας.
    int p; //Ο αριθμός διεργασιών που εισάγονται από τον χρήστη.
    int flag; //Boolean;
    int *arr; //Ο πίνακας αποθήκευσης της ακολουθίας.
    int loc_start; //Η θέση στον κύριο πινάκα, από την οποία ξεκινά ο κάθε υποπίνακας.
    int *flags;
    int b=0,max=0;
    int *beta;
    int rank,dest,source,root,i,j;
    MPI_Status stat;

    MPI_Init(&argc,&argv);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &p);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);

    if (rank==0) //Αρχικοιπολιηση πίνακα και εισαγωγή δεδομένων
    {
      int i;
      flags = malloc(p * sizeof(int));
      size = getSize(p);
      arr =(int*) malloc(size * size * sizeof(int)); //Ο πίνακας
      getArray(arr,size);
    }

    MPI_Bcast(&size,1,MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);
    int temp =size*(size/p); //Το μέγεθος κάθε υποπίνακα.
    int *temp_arr= malloc(temp * sizeof(int));
    MPI_Scatter(arr,temp,MPI_INT,temp_arr,temp,MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);
    flag = checkCond(temp_arr,size,size/p,rank);

    MPI_Gather(&flag,1,MPI_INT,flags,1,MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);

    if(rank==0)
    {
      for (i = 0; i < p; i++) {
        if(flags[i]>0){
          b=1;
          break;
        }
      }
        if (b==1)
        {
          printf("no.\n");
        }
        else{
          printf("yes.\n");
          beta =(int*) malloc(size * size * sizeof(int)); //Ο πίνακας β
        }
      printArray(arr,size);
    }
    if(b==0){//Υπολογισμός επιμέρους max
      flag = checkMax(temp_arr,size,size/p,rank);
      MPI_Gather(&flag,1,MPI_INT,flags,1,MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);
        if(rank==0){//Υπολογισμός ολικού max
          for (i = 0; i < p; i++) {
            if(flags[i]>max){
              max = flags[i];
            }
          }
          printf("max is %d\n",max);
        }
      }
    MPI_Bcast(&b,1,MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);
    if(b==0){
      MPI_Bcast(&max,1,MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);
      int *ta= malloc(temp * sizeof(int));
      MPI_Scatter(beta,temp,MPI_INT,ta,temp,MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);
      createArray(temp_arr,ta,size,size/p,rank,max);
      MPI_Gather(ta,temp,MPI_INT,beta,temp,MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);
      if(rank==0){
        printArray(beta,size);
        printf("\n");
      }
    }
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

/*Οι συναρτήσεις που χρησιμοποιούνται από τις διργασίες*/

void printArray (int *array,int n){
  printf("Ο πίνακας που δώσατε.\n");
  printf("<----------------------------------------->\n");
  int i,j=0,g=0;
  for(i=0;i<n*n;i++){
      if(i%n==0 && i!=0){
        g++;
        printf("\n");
      }
      if(i%n==0)
        j=0;
      if(array[i]>=0)
        printf("+");
      printf("%d ",array[i]);
      j++;
  }
  printf("\n");
  printf("<----------------------------------------->\n");
}

int getSize(int pros){
  int n=-1;
  printf("Ποιές θέλεται να είναι οι διαστάσεις του τετραγωνικού πίνακα;\n");
  while(n%pros!=0)
  do
  {
    printf("Πρέπει να είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του %d.(π.χ. %d,%d,%d,...)\n",pros,pros*1,pros*2,pros*3);
    scanf("%d",&n);
  }while(n<(pros));
  return n;
}

void getArray(int *array,int n){
  int i,j=0,g=0,ch=0;
  do{
    printf("1)Χειροκίνιτη εισαγωγή\n2)Αυτόματη εισαγωγή\n3)Τυχαίο γέμισμα\n");
    printf("Επιλέξτε ένα γράφοντας τον αντίστοιχο αριθμό.\n");
    scanf("%d",&ch);
    if((ch==1) || (ch==2) || (ch==3))
      break;
  }while(1);
  if (ch==1)
    printf("Τώρα θα σας ζητηθεί να δώσετε τα στοιχεία του πίνακα ένα την φορά.\n");
  for (i=0;i<n*n;i++)
          {
            if(i%n==0 && i!=0)
              g++;
            if(i%n==0)
              j=0;
            if(ch==1){
              printf("Δώστε το στοιχείο Α[%d,%d].\n",g,j);
              scanf("%d",&array[i]);
            }
            else if(ch==2){ //Γεμίζουμε τον πίνακα με δεδομένα που ικανοποιούν το ζητούμενο
              if(g==j)
                array[i]=-n;
              else
                array[i]=1;
              j++;
              array[n*n-1] = -n-1;
            }
            else if(ch==3){
              if(i==0)
                srand(time(NULL));
              array[i] = rand() % (19) + -9;
            }
          }
}

int checkCond(int *arr,int size,int lines,int proc){
  int i,j=0,sum=0;
  int temp = (lines*proc);
  for (i = 1; i < lines+1; i++) {
      sum=0;
      for (j;j<size*(i);j++){
        if (j!=temp){
          sum = sum + abs(arr[j]);
        }
        if (abs(arr[temp])<sum){
          return 1;
        }
    }
    temp = temp+size+1;//Tο επόμενο στοιχείο της διαγωνιού
  }
  return 0;
}

int checkMax(int *arr,int size,int lines,int proc){
  int i,j=0,max=0;
  int temp = (lines*proc);
  for (i = 0; i < lines; i++) {
        if (abs(arr[temp])>max){
          max = abs(arr[temp]);
        }
        temp = temp+size+1;
    }
    return max;
  }

void createArray(int *a,int *b,int size,int lines,int proc,int max){
  int i,j=0,sum=0;
  int temp = (lines*proc);
  for (i = 1; i < lines+1; i++) {
      for (j;j<size*(i);j++){
        if (j!=temp){
          b[j]=max-abs(a[j]);
        }
        else
          b[j]=max;
    }
    temp = temp+size+1;//Tο επόμενο στοιχείο της διαγωνιού
  }
}