using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace Task_3._1
{
    class Polynom
    {
        public Dictionary<int, double> degrees; // Тут хранятся пары степень x -> коэффициент при данной степени

        public Polynom() // Конструктор класса, задающий пустой полином
        {
            degrees = new Dictionary<int, double>();
        }

        public Polynom(List<double> listDegrees) /* Конструктор класса, задающий полином,
            коэффициенты которого лежат в листе и соответствуют степеням x начиная с x^0 по порядку
            Кэф x^0, Кэф x^1...
            */
        {
            degrees = new Dictionary<int, double>();
            for(int i = 0; i < listDegrees.Count; i++)
            {
                degrees[i] = listDegrees[i];
            }
        }

        private void Add(int degree, double value) // Прибавление к полиному одночлена x^degree * value
        {
            if (!degrees.ContainsKey(degree)) //Если такой степени не встречалось, говорим, что кэф при ней был равен нулю.
                degrees[degree] = 0;
            degrees[degree] += value; // прибавляем к соответствующему кэфу value
        }

        public void AddPolynom(Polynom polynom) // Прибавление полинома к данному полиному
        {
            foreach(var e in polynom.degrees) // Складываем все степени
            {
                this.Add(e.Key, e.Value);
            }
        }

        public void SubPolynom(Polynom polynom) //Вычитание полинома из данного полинома
        {
            foreach (var e in polynom.degrees) //Вычитаем все степени
            {
                this.Add(e.Key, -e.Value);
            }
        }

        public void Save(string filename) //Сохранение в файл
        {
            var lines = new List<string>(); //Строки, которые мы сохраним в файл
            foreach(var e in degrees)
            {
                lines.Add(String.Format("{0} {1}", e.Key, e.Value)); // каждый одночлен представится в виде строки "{Степень} {Кэф при степени}"
            }
            System.IO.File.WriteAllLines(filename, lines); //Запись в файл этих строк
        }

        public static Polynom Load(string filename) //Загрузка из файла
        {
            var lines = System.IO.File.ReadAllLines(filename); //Считали строки
            Polynom polynom = new Polynom(); //Задали пустой полином
            foreach (var line in lines) //Прибавили к нему каждый из одночленов
            {
                var keyValue = line.Split();
                polynom.Add(int.Parse(keyValue[0]), double.Parse(keyValue[1]));

            }
            return polynom;
        }

        public override string ToString() // переопределили строковое представление, чтобы удобно печатать на консоль
        {
            var Monomials = new List<string>(); //Создали список одночленов
            foreach (var e in degrees)
            {
                Monomials.Add(String.Format("({0})*x^{1}", e.Value, e.Key)); //положили в него строки данного формата для каждого многочлена
            }
            return String.Join(" + ", Monomials); // Записали одночлены через + в одну строку и вернули ее
        }

    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var a = new Polynom(new List<double>() { 1, 2, 3, 2 }); //задали многочлены
            var b = new Polynom(new List<double>() { 1, 1, 0, 1 });
            Console.WriteLine(a); //напечатали на консоль
            Console.WriteLine(b);
            a.AddPolynom(b); //прибавили к a b
            Console.WriteLine(a);

            a.SubPolynom(b); //Вычли из a b
            Console.WriteLine(a);

            a.Save("1.txt"); // Сохранили a
            var c = Polynom.Load("1.txt"); // Загрузили его в c
            Console.WriteLine(c);


        }
    }
}