#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cmath>
#include <iomanip>

#define N 5 // rozmiar tablic

using namespace std;

double t, s;
int n; // zmienna wielkosci macierzy
int MLI = 30; // zmienna maksymalnej liczy iteracji
double a[N][N]; // macierz a
double b[N]; // wektor b
double x[N] = {1, 1, 1, 1, 1}; // wektor rozwiazan dokladnych
double xk1[N] = {1, 1, 1, 1, 1};
double epsilon = 0.0001; // dokladnosc
double alfa[N][N]; // macierz alfa
double beta[N]; // wektor beta

//funkcja wczytuje macierz A i wektor B z pliku
void wczytajZPliku() {
    ifstream plik;
    plik.open("C:\\Users\\Adrian\\CLionProjects\\Metody Numeryczne\\Uklady liniowe\\dane_1.txt");

    cout << "Podaj wielkosc n macierzy: ";
    cin >> n;
    cout << "Podaj maksymalna liczbe iteracji: ";
    cin >> MLI;

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            plik >> a[i][j];
        }
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        plik >> b[i];
    }
    plik.close();
}

// funkcja tworzy macierz alfa
void wyznaczMacierzAlfa() {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            if (i == j)
                alfa[i][j] == 0;
            else
                alfa[i][j] = -(a[i][j] / a[i][i]);
        }
    }
}

// funkcja tworzy wektor beta
void wyznaczWektorBeta() {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        beta[i] = b[i] / a[i][i];
    }
}


void liczSiedela() {
    double s1 = 0, s2 = 0;
    int licznik = 0;
    double suma = 1;

    do {
        suma = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            s1 = 0;
            s2 = 0;
            if(licznik == 0) {
                xk1[i] = beta[i];
                suma = 1;
            }
            else {
                x[i] = xk1[i];

                for (int j = 0; j < (i - 1); j++)
                    s1 += alfa[i][j] * x[j];

                for (int j = i + 1; j < n; j++)
                    s2 += alfa[i][j] * x[j];

//                cout << s1 << "    " << s2 << endl;
                xk1[i] = s1 + s2 + beta[i];
                suma += fabs(xk1[i] - x[i]);
            }
            cout << xk1[i] << "    " << x[i] << "     " << fabs(xk1[i] - x[i]) << "     " << epsilon << endl;
        }
        licznik++;

        cout << suma << endl;
        cout << suma/N << endl;
        cout << endl;
    } while (suma/N > epsilon && licznik < MLI);

//        if (suma < epsilon) {
//            cout << "Badanie zakonczone na " << r << " iteracji. Wyniki: " << endl;
//            for (int i = 0; i < n; i++)
//                cout << "x" << i + 1 << ": " << x[i] << endl;
//            break;
//


}

void generujRaport() {
    ofstream plik;
    plik.open("raport.txt");
    plik << "Dokladnosc: " << epsilon << endl;
    plik << "Maksymalna liczba iteracji: " << MLI << endl << endl;

    plik << "-----------Macierz A-----------" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            plik << setw(6) << a[i][j];
        }
        plik << endl;
    }

    plik << "-----------Wektor B-----------" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        plik << b[i];
        plik << endl;
    }
    plik << endl;

    plik << "-----------Macierz Alfa-----------" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            plik << alfa[i][j];
        }
        plik << endl;
    }
    plik << endl;

    plik << "-----------Wektor Beta-----------" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        plik << beta[i];
        plik << endl;
    }
    plik << endl;

    plik << "-----------Wynik ostatniej iteracji-----------" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        plik << beta[i];
        plik << endl;
    }
    plik << endl;
}

void wyswietlMacierz() {
    cout << "Macierz: " << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            cout << a[i][j];
        }
        cout << endl;
    }
}

void wyswietlAlfa() {
    cout << "Alfa: " << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            cout << alfa[i][j] << "     ";
        }
        cout << endl;
    }
}

void wyswietlBeta() {
    cout << "Beta: " << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout << beta[i];
        cout << endl;
    }
}

void wyswietlWektor() {
    cout << "Wektor: " << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout << b[i];
        cout << endl;
    }
}

void wyswietlX() {
    cout << "X: " << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout << x[i];
        cout << endl;
    }
}

int main() {
    wczytajZPliku();
    cout << "Done" << endl;
    wyznaczMacierzAlfa();
    wyznaczWektorBeta();
    wyswietlAlfa();
    cout << endl;
    wyswietlBeta();
    cout << endl;
    cout << endl;
    liczSiedela();
    generujRaport();
    return 0;
}


//for (int i = 0; i < n; ++i) {
//// suma k + 1
//for (int j = 1; j < (i - 1); ++j) {
//suma_k_1 += alfa[i][j] * x[j];
//}
//// suma k
//for (int j = (i + 1); j < n; ++j) {
//suma_k += alfa[i][j] * x[j];
//}
//// suma beta
//x[i] = beta[i] + suma_k + suma_k_1;
//iteruj = stopIteracji(suma_k, suma_k_1);
//suma_k = 0;
//suma_k_1 = 0;
//}