using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Net.Mime;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace OOP_CourseWork
{
    //Создать класс матрица.Данный класс содержит размер строк
    //и столбцов матрицы.Определить конструктор без параметров,
    //конструктор с одним параметром и конструктор с двумя параметрами,
    //деструктор. Определить методы доступа: возвращать значение
    //элемента (𝑖, 𝑗) и адрес этого элемента.Определить функции
    //сложения и вычитания (матрицы с матрицей), умножение матрицы
    //на матрицу. Определить умножение матрицы на число.
    //Проверить работу этого класса.

    internal class Matrix
    {
        public readonly int Rows;
        public readonly int Columns;
        private int[,] data;

        ~Matrix()
        {
            data = null;
        }

        public Matrix()
        {
            Rows = Columns = 0;
            this.Initialize();
        }

        public Matrix(int dimension)
        {
            Rows = Columns = dimension;
            this.Initialize();
        }

        public Matrix(int Rows, int Columns)
        {
            this.Rows = Rows;
            this.Columns = Columns;
            this.Initialize();
        }

        private void Initialize()
        {
            data = new int[Rows, Columns];
        }

        public int this[int row, int column]
        {
            get
            {
                if (Columns > column && Rows > row) return data[row, column];
                throw new IndexOutOfRangeException("");
            }
            set
            {
                if (Columns > column && Rows > row)
                    data[row, column] = value;
            }
        }

        public static Matrix operator +(Matrix matrix1, Matrix matrix2)
        {
            if (matrix1 == null || matrix2 == null)
                throw new ArgumentNullException();

            if (matrix1.Columns != matrix2.Columns || matrix1.Rows != matrix2.Rows)
                throw new ArgumentException("Matrices have different dimensions.");

            Matrix newMatrix = new Matrix(matrix1.Columns, matrix1.Columns);
            for (int i = 0; i < matrix1.Columns; i++)
            {
                for (int j = 0; j < matrix1.Rows; j++)
                {
                    newMatrix.data[i, j] = matrix1.data[i, j] + matrix2[i, j];
                }
            }
            return newMatrix;
        }

        public static Matrix operator -(Matrix matrix1, Matrix matrix2)
        {
            if (matrix1 == null || matrix2 == null)
                throw new ArgumentNullException();

            if (matrix1.Columns != matrix2.Columns || matrix1.Rows != matrix2.Rows)
                throw new ArgumentException("Matrices have different dimensions.");

            Matrix newMatrix = new Matrix(matrix1.Columns, matrix1.Columns);
            for (int i = 0; i < matrix1.Columns; i++)
            {
                for (int j = 0; j < matrix1.Rows; j++)
                {
                    newMatrix.data[i, j] = matrix1.data[i, j] - matrix2[i, j];
                }
            }
            return newMatrix;
        }

        public static Matrix operator *(Matrix matrix1, int ratio)
        {
            if (matrix1 == null)
                throw new ArgumentNullException();

            Matrix newMatrix = new Matrix(matrix1.Columns, matrix1.Columns);
            for (int i = 0; i < matrix1.Columns; i++)
            {
                for (int j = 0; j < matrix1.Rows; j++)
                {
                    newMatrix.data[i, j] = matrix1.data[i, j] * ratio;
                }
            }
            return newMatrix;
        }

        public override string ToString()
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (int i = 0; i < Columns; i++)
            {
                for (int j = 0; j < Rows; j++)
                {
                    sb.Append(data[i, j] + " ");
                }

                sb.AppendLine();
            }

            return sb.ToString();
        }
    }

    internal class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            int Rows = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
            int Columns = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
            Matrix matrix = new Matrix(Rows, Columns);
            for (int i = 0; i < Columns; i++)
            {
                for (int j = 0; j < Rows; j++)
                {
                    matrix[i, j] = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
                }
            }

            Console.WriteLine(matrix.ToString());

            Matrix newMatrix = matrix + matrix;

            Console.WriteLine(newMatrix.ToString());

            newMatrix = newMatrix - matrix;

            Console.WriteLine(newMatrix.ToString());

            newMatrix = matrix * 2;

            Console.WriteLine(newMatrix.ToString());

            Console.ReadKey();
        }
    }
}