#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#include <iomanip>

using namespace std;

//алгебраїчні доповнення генерація їх a[row][col] 
double add(double** a, unsigned row, unsigned col, unsigned N, unsigned M)
{
    double b[4][4]; //якщо матриця дуже велика змініть 
    unsigned i, j, bi, bj;

    for (i = 0, bi = 0; i<N; i++)
    {
        if (i != row)
        {
            for (j = 0, bj = 0; j<M; j++)
                if (j != col)
                {
                    b[bi][bj] = a[i][j];
                    bj++;
                }
            bi++;
        }
    }

    if ((row + col) % 2)
        return b[0][1] * b[1][0] - b[0][0] * b[1][1];
    else
        return b[0][0] * b[1][1] - b[0][1] * b[1][0];
}
//визначник матриці
double det(double **a, unsigned N, unsigned M)
{
    int i;
    double sum;
    for (i = 0, sum = 0.; i<N; i++)
        sum += a[i][0] * add(a, i, 0, N, M);
    if (sum < 0)
        cout << "ERROR DETERMINANT NOL'";
    return sum;}
//обернена матриця
void inverse(double **a, double d, unsigned N, unsigned M)
{double **a1 = new double*[N];
for (int i = 0; i<N; ++i) {a1[i] = new double[M];}
    double cur;
    unsigned i, j;
    for (i = 0; i < N; i++)
        for (j = 0; j < M; j++)
            a1[i][j] = add(a, i, j, N, M) / d;
    for (i = 0; i < N; i++)
        for (j = i + 1; j < M; j++)
        {    cur = a1[i][j];
            a1[i][j] = a1[j][i];
            a1[j][i] = cur;}
    if (d < 0)
        cout << "Error \n";
    else {cout << "\nobratnya matrix :\n";
        for (i = 0; i <N; i++){
            for (j = 0; j < M; j++)
                cout << setw(7) << a1[i][j];
            cout << "\n";}}}
void Gauss(double **X, double **A[N][N + 1], unsigned N, unsigned M) // вільні члени
{
    double **a1 = new double*[N];
    int  r; // робочий масив з вільних членів  
    double temp;
    int i, j, k; // робочі змінні
    double ** B = new double*[N]; 

                 // копіювання в матрицю  A 
    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        B[i] = A[i][N]; // копіювання попередніх численів
        X[i] = 0;
    }

    // прямой ход 
    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        if (A[i][i] != 0)
        {
            // віднімаємо рядок від попередніх 
            for (k = (i + 1); k < N; k++)
            {
                r = A[k][i] / A[i][i];
                for (j = i; j < N; j++) A[k][j] -= A[i][j] * r;
                B[k] -= B[i] * r;
            }
        }
        else
        {
            // шукаємо не нульовий елемент 
            for (j = (i + 1); j < N; j++)
            {
                if (A[j][i] != 0) break;
            }
            // якщо не знайдено рішення не існує

            if (j == N)
            {
                cout<<"reshenya neisnue\n";
                exit(1);
            }


            else // якщо знайдено то міняємо місцями
            {
                // матриця 
                for (k = i; k < N; k++)
                {
                    temp = A[i][k];
                    A[i][k] = A[j][k];
                    A[j][k] = temp;
                }
                // правая часть 
                temp = B[i];
                B[i] = B[j];
                B[j] = temp;
                // зниження i на одиницю щоб цикл повторював перевіркі й попав в обчислення рядку з попередніх 
                i--;
            }
        }
    }

    // зворотній хід 
    for (i = N; i >= 0; i--)
    {
        int s = 0;
        for (j = (i + 1); j < N; j++) s += A[i][j] * X[j];
        X[i] = (B[i] - s) / A[i][i];
    }
    // виведення трикутної матриці
    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        for (j = 0; j < M; j++)
    cout << A[i][j] << " "<<"\n"; 
        cout<< B[i]<<" "<<"\n";
    }
}
//головна програма 
int main()
{
    unsigned N = 0, M = 0; //розмір матриці
    double determinant; // обв. визначника
    unsigned i, j;
    unsigned b; //вільні коєф
    cout << "n "; cin >> N;
    cout << "m "; cin >> M;
    double ** arr = new double*[N];
    for (i = 0; i < N; i++) {
        arr[i] = new double[M];
        for (j = 0; j < M; j++)
            arr[i][j] = rand() % 10 - 5;
    } //задаємо рандом
    cout << "matrix A:\n";
    for (i = 0; i<N; i++)
    {
        for (j = 0; j<M; j++)
            cout << setw(7) << setprecision(2) << arr[i][j]; //setprecision - скорочення до двух знаків після , 
//setw(7) відстань між знаками
        cout << "\n";
    }
    cout << "TRANSPONIROVANNYA MATRIX: \n"; //транспонована матриця
    double **ar = new double *[N];
    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        ar[i] = new double[M];
        for (j = 0; j < M; j++) {
            ar[i][j] = arr[j][i];
        }
    }
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        for (int j = 0; j < M; j++) {
            cout << setw(7)<< ar[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    determinant = det(arr, N, M); //передача з функции в головну програму
    cout << "\ndeterminant: " << determinant << "\n"; //вивед. детермінанта 
    if (determinant) inverse(arr, determinant, N, M); //інакше
    else cout << "obrantoy matrici net";
    getchar();
    system("pause");
    for (i = 0; i<N; i++)
        delete[] arr[i];
    delete[] ar[i];
    delete[] arr;
    return 0;
}