Lab_5/17 var (IIl semester)

//Lab_5/var17.cpp
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <conio.h>
#include <time.h>
using namespace std;

//17. (B - C / (B * A))
//V = M1*M2 – строки матриц упорядочены по возрастанию
//и элементы вектора равны произведениям соответствующих диагональных элементов;
//М2 = M1 / V –  Элементы строк матрицы делятся на ∏i k-тое = 0 Vk, где V_k≠0
//М3 = М1 - М2 – результатом является М1, элементы столбцов которой уменьшаются
//на разность средних арифметических М1 и М2.

class Matrix
{
private:
    int *M; // указатель на матрицу
    int n, m; // размер матрицы
public:
    Matrix() {}; // конструктор по умолчанию
    Matrix(int, int); //  конструктор с параметрами
    ~Matrix(); // деструктор
    Matrix(Matrix&); // Конструктор копирования
    int get_X(int i, int j) { return *(M + i*m + j); }
    int get_n() { return n; }
    int get_m() { return m; }
    // Дружественные  функции
    // инициализация матрицы случайными числами
    friend void Formation(Matrix&);
    // вывод матрицы на экран
    friend void Print(Matrix&);
    friend void BubbleSort(Matrix&, int, int);
    friend Matrix const operator *(Matrix&, Matrix&);
    friend Matrix const operator /(Matrix&, Matrix&);
    friend Matrix const operator -(Matrix&, Matrix&);
    friend double srArifm(const Matrix &A);
    friend void normN(Matrix &A, int N);
    friend void normM(Matrix &A, int M);
    //Переопределенные операции
    Matrix& operator =(Matrix const& M2)
    {
        int i, j;
        if (this == &M2)return *this;
        else
        {
            n = M2.n;
            m = M2.m;
            M = new int[n*m];
            for (i = 0; i < n; i++) {
                for (j = 0; j < m; j++)
                    *(M + i*m + j) = *(M2.M + i*M2.m + j);
            }
            return *this;
        }
    };
};
Matrix::Matrix(int _n, int _m)
{// конструктор с параметрами
    n = _n;
    m = _m;
    M = new int[n*m];
    cout << "Конструктор с параметрами класса Matrix отработал" << "\n\n";
}
Matrix::~Matrix()
{// деструктор
    delete[] M;
    cout << "Деструктор класса Matrix" << endl;
}
Matrix::Matrix(Matrix &Z)
{// Конструктор копирования
    n = Z.get_n();
    m = Z.get_m();
    M = new int[n*m];
    for (int i = 0; i<n; i++)
        for (int j = 0; j<m; j++)
            *(M + i*m + j) = Z.get_X(i, j);
    cout << "Конструктор копирования класса Matrix\n" << endl;
}
void Formation(Matrix &Z)
{// Инициализация матрицы случайными числами
    for (int i = 0; i<Z.n; i++)
        for (int j = 0; j<Z.m; j++)
            *(Z.M + i*Z.m + j) = -5 + rand() % 15;
}
void Print(Matrix &Z)
{// Вывод матрицы на экран
    for (int i = 0; i<Z.n; i++)
    {
        for (int j = 0; j<Z.m; j++)
            cout << setw(5) << *(Z.M + i*Z.m + j);
        cout << endl;
    }
    cout << endl;
}
void BubbleSort(Matrix &Z, int _n, int _m)
{
    for (int i = 0; i < _m; i++)
        for (int j = 0; j < _n - 1; j++)
            for (int k = 0; k < _n - j - 1; k++)
                if (*(Z.M + i*Z.m + k) > *(Z.M + i*Z.m + k + 1))
                    swap(*(Z.M + i*Z.m + k), *(Z.M + i*Z.m + k + 1));
}
Matrix const operator *(Matrix &M1, Matrix &M2)
{// Операция * - строки матриц упорядочены по возрастанию
 //и элементы вектора равны произведениям соответствующих диагональных элементов;
    int i, j, l, t, m1, m2, n1, n2;
    m1 = M1.m;
    n2 = M2.n;
    m2 = M2.m;
    n1 = M1.n;
    BubbleSort(M1, m1, n1);
    BubbleSort(M2, m2, n2);
    cout << "Sort\n";
    Print(M1);
    Print(M2);
    // нормализация размеров матриц
    if (n1 > n2)
        normN(M2, n1);
    else if (n1 < n2)
        normN(M1, n2);

    if (m1 > m2)
        normM(M2, m1);
    else if (m1 < m2)
        normM(M1, m2);
    // Создание матрицы М3
    Matrix M3(M1.n, M1.m);
    M3.n = M1.n;
    M3.m = M1.m;
    t = M1.n;
    if (M1.n > M1.m) t = M1.m;
    // заполнение 0
    for (i = 0; i < M3.n; i++)
    {
        for (j = 0; j < M3.m; j++)
            *(M3.M + i*M3.m + j) = 0;
    }
    int proizvedenieDiagElem;
    for (i = 0; i < M1.n; i++)
    {
        for (j = 0; j < M1.m; j++)
        {
            if (i == j)
            {
                int stroka = i;
                proizvedenieDiagElem = *(M1.M + i*M1.m + j) * *(M2.M + i*M2.m + j);
                for (int j = 0; j < M1.m; j++)
                {
                    *(M3.M + stroka*M3.m + j) = proizvedenieDiagElem;
                }
                cout << "Произведение [" << i << "," << j << "] элементов M1 и M2 = " << proizvedenieDiagElem << endl;
            }
        }
    }
    return M3;
}
Matrix const operator /(Matrix &M1, Matrix &V)
{// Элементы строк матрицы делятся на ∏i k-тое = 0 Vk, где V_k≠0

    int proizv[10] = { 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 }; //массив для хранение произведения строк V
    int count = 0;
    for (int i = 0; i<V.n; i++)
    {
        for (int j = 0; j < V.m; j++)
        {
            if(*(V.M + i*V.m + j)!=0)
                proizv[count] *= *(V.M + i*V.m + j);
        }
        cout << "Произведение " << i+1 << " строки V =" << proizv[count] << endl;
        count++;
    }
    // Создание матрицы М3
    Matrix M3(M1.n, M1.m);
    M3.n = M1.n;
    M3.m = M1.m;
    int t = M1.n;
    if (M1.n > M1.m) t = M1.m;
    // заполнение 0
    for (int i = 0; i < M3.n; i++)
    {
        for (int j = 0; j < M3.m; j++)
            *(M3.M + i*M3.m + j) = 0;
    }
    for (int i = 0; i<M1.n; i++)
    {
        for (int j = 0; j < M1.m; j++)
        {
            *(M3.M + i*M3.m + j) /= proizv[i];
        }
    }
    return M3;
}
Matrix const operator -(Matrix &M1, Matrix &M2)
{// Результатом является М1, элементы столбцов
    //которой уменьшаются на разность средних арифметических М1 и М2.
    double raznicaArifm = srArifm(M1) - srArifm(M2);
    cout << "Разница средних арифметических матриц M1 и M2: " << srArifm(M1) << "-" << srArifm(M2) << "=" << raznicaArifm << endl;
    for (int j = 0; j < M1.m; j++)
        for (int i = 0; i<M1.n; i++)
            *(M1.M + i*M1.m + j) -= raznicaArifm;
    return M1;
}
double srArifm(const Matrix& A)
{// Среднее арифметическое матрицы
    int i;
    float Sr, S = 0;
    for (int i = 0; i<A.n; i++)
    {
        for (int j = 0; j<A.m; j++)
            S += *(A.M + i*A.m + j);
    }
    Sr = S / (A.m*A.n);
    return Sr;
}
void normN(Matrix &A, int N)
{// доопределение матрицы по N до максимального размера нулями
    int i, j;
    Matrix Tmp(A);
    A.n = N;
    A.M = new int[A.n*A.m];
    for (i = 0; i < A.n; i++)
    {
        if (i >= Tmp.n)
        {
            for (j = 0; j < A.m; j++)
                *(A.M + i*A.m + j) = 0;
        }
        else {
            for (j = 0; j < A.m; j++)
                *(A.M + i*A.m + j) = *(Tmp.M + i*Tmp.m + j);
        }
    }
}
void normM(Matrix &A, int M)
{// доопределение матрицы по M до максимального размера нулями
    int i, j;
    Matrix Tmp(A);
    A.m = M;
    A.M = new int[A.n*A.m];
    for (j = 0; j < A.m; j++)
    {
        if (j >= Tmp.m)
        {
            for (i = 0; i < A.n; i++)
                *(A.M + i*A.m + j) = 0;
        }
        else {
            for (i = 0; i < A.n; i++)
                *(A.M + i*A.m + j) = *(Tmp.M + i*Tmp.m + j);
        }
    }
};
int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "Rus");
    srand(time(NULL));
    int n, m;
    cout << "Размерность матрицы A: " << endl;
    cout << "Введите количество строк: ";
    cin >> n;
    cout << "Введите количество столбцов: ";
    cin >> m;
    Matrix A(n, m);
    Formation(A); //Заполнение матрицы
    Print(A);
    cout << "Размерность матрицы B: " << endl;
    cout << "Введите количество строк: ";
    cin >> n;
    cout << "Введите количество столбцов: ";
    cin >> m;
    Matrix B(n, m);
    Formation(B); //Заполнение матрицы
    Print(B);
    cout << "Размерность матрицы C: " << endl;
    cout << "Введите количество строк: ";
    cin >> n;
    cout << "Введите количество столбцов: ";
    cin >> m;
    cout << endl;
    Matrix C(n, m);
    Formation(C); //Заполнение матрицы
    Print(C);
    cout << "-------------------------------------" << endl;
    Matrix V, M2, M3;
    cout << "V=A*B" << endl;
    V = A*B;
    Print(V);
    cout << "M2=A/V" << endl;
    M2 = A / V;
    Print(M2);
    cout << "M3=A-B" << endl;
    M3 = A-B;
    Print(M3);
    cout << "-------------------------------------" << endl;
    Matrix temp1;
    temp1 = B-C;
    Matrix temp2;
    temp2 = B * A;
    Matrix result;
    result = temp1 / temp2;
    Print(result);
    system("pause");
}