#include <iostream> // подключение библиотеки
#include <chrono>

class Timer //класс для времени
{
public:
    Timer() // конструктор
        : start_(std::chrono::high_resolution_clock::now())
    {
    }

    ~Timer() // деструктор с выводом времени
    {
        const auto finish = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        std::cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(finish - start_).count() << " us" << std::endl;
    }

private:
    const std::chrono::high_resolution_clock::time_point start_;
};

void Pi(int n, int** pi) // объявление функции
{
    Timer t; // инициализация таймера
    int length = 10 * n / 3 + 1, cnt_9 = 0, count_oper = 0; // объявление переменных
    // length необходимая длина временного массива
    // cnt_9 счетчик 9-ок
    int dgt = 0, *data, j;
    data = new int[length]; // создание временного массива
    for (int i = 0; i < length; i++) // заполнение массива 2-ками
        data[i] = 2;

    for (j = 0; j < n; j++) // запуск цикла, зависящего от необходимого количества цифр
    {
        int tmp = 0;
        for (int i = length; i > 0; i--) // запуск цикла в обратную сторону
        {
            int x  = 10 * data[i-1] + tmp*i; // формулы
            count_oper += 2;
            data[i-1] = x % (2*i - 1);
            count_oper += 3;
            tmp = x / (2*i - 1);
            count_oper += 3;
        }
        data[0] = tmp % 10;
        tmp /= 10;
        count_oper += 2;

        if (tmp == 9) cnt_9++; // увеличение счетчика
        else if (tmp == 10) // если цифра оказалась равной 10
        {
            *(*(pi)+j) = dgt + 1; // вывод цифры на 1 больше
            for (int i = 0; i < cnt_9; i++) // выводим 0
                *(*(pi)+j) = 0; // *(*(pi)+j) ~ pi[j] необходимо, так как массив передан по ссылке
            dgt = 0;
            cnt_9 = 0;
        }
        else
        {
            //вывод очередной цифры
            *(*(pi)+j) = dgt;
            dgt = tmp;
            if (cnt_9 != 0) // вывод 9-ок
                for (int i = 0; i < cnt_9; i++)
                    *(*(pi)+j) = 9;
            cnt_9 = 0;
        }
        if (j == 10 || j == 100 || j == 1000 || j == 10000) // вывод значений
        {
            std::cout << "N = " << n << " j = " << j << " operations = " << count_oper << " time = ";
            t.~Timer();
        }
    }
    *(*(pi)+j) = dgt; // вывод последней цифры
    std::cout << "Total time: ";
}

int main()
{
    int N = 1000, *pi;
    pi = new int[N+1]; // создание массива для хранения цифр
    Pi(N, &pi); // запуск функции
    std::cout << "pi = ";
    for (int i = 1; i <= N; i++)
    {
        std::cout << pi[i];
        if (i == 1) std::cout << ","; // для красивого вывода
    }
    return 0;
}