import java.io.*;
import java.util.Scanner;

class MyClass {

    static Scanner scanner = new Scanner(System.in);

    public static void printTask() {
        System.out.println("Данная программа выполняет «прямой ход» в решении системы линейных алгебраических уравнений методом Гаусса");
    }

    public static double[][] gauss(double[][] matrix) {
        int n = matrix.length;
        for (int k = 0; k < n; k++)
            for (int j = k + 1; j < n; j++) {
                double temp = matrix[j][k] / matrix[k][k];
                for (int i = k; i < n; i++)
                    matrix[j][i] = matrix[j][i] - temp * matrix[k][i];
                matrix[j][n] = matrix[j][n] - temp * matrix[k][n];
            }
        return matrix;
    }

    public static void userInputArrayFromConsole(int n) throws FileNotFoundException {
        final int MIN_VALUE = -500;
        final int MAX_VALUE = 500;
        double[][] matrix = new double[n][];
        System.out.println("Введите коэффициенты в диапазоне " + MIN_VALUE + ".." + MAX_VALUE + ":");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            matrix[i] = new double[n + 1];
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                matrix[i][j] = inputValue(MIN_VALUE, MAX_VALUE);
            }
        }
        System.out.println("Введите свободные члены в диапазоне " + MIN_VALUE + ".." + MAX_VALUE + ":");
        for (int i = 0; i < n; i++)
            matrix[i][n] = inputValue(MIN_VALUE, MAX_VALUE);
        outputMethod(gauss(matrix));
    }

    public static PrintWriter userOutputPath() throws FileNotFoundException {
        String path;
        PrintWriter file;
        System.out.println("Введите абсолютный путь к файлу для вывода результата");
        String zero = scanner.nextLine();
        path = scanner.nextLine();
        file = new PrintWriter(path);
        return file;
    }

    public static Scanner userInputPath() throws FileNotFoundException {
        String path;
        boolean isNotValid;
        Scanner file = null;
        String zero = scanner.nextLine();
        do {
            isNotValid = false;
            System.out.println("Введите абсолютный путь к файлу с входными данными");
            path = scanner.nextLine();
            try {
                file = new Scanner(new File(path));
            } catch (FileNotFoundException e) {
                isNotValid = true;
                System.out.println("Файл не найден");
            }
        } while (isNotValid);
        return file;
    }

    public static void userInputFromFile() throws FileNotFoundException {
        int n;
        Scanner file = userInputPath();
        n = file.nextInt();
        double[][] matrix = new double[n][];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            matrix[i] = new double[n + 1];
            for (int j = 0; j < n; j++)
                 matrix[i][j] = file.nextInt();
        }
        for (int i = 0; i < n; i++)
            matrix[i][n] = file.nextInt();
        outputMethod(gauss(matrix));
    }

    public static void printWithPath(double[][] matrix) throws FileNotFoundException {
        PrintWriter out = userOutputPath();
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
            for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++)
                out.printf("%.0f ", matrix[i][j]);
            out.println();
        }
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++)
            out.printf("%.0f\n", matrix[i][matrix[i].length - 1]);
        out.close();
        System.out.println("Результат работы помещён в файл");
    }

    public static void printWithoutPath(double[][] matrix) {
        System.out.println("После «прямого хода»");
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
            for (int j = 0; j < matrix[i].length - 1; j++)
                System.out.printf("%.0f ", matrix[i][j]);
            System.out.println();
        }
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++)
            System.out.printf("%.0f\n", matrix[i][matrix[i].length - 1]);
    }

    public static void outputMethod(double[][] matrix) throws FileNotFoundException {
        int method;
        System.out.println("Куда хотите вывести результат?");
        System.out.println("1 - в консоль");
        System.out.println("2 - в файл");
        do {
            method = scanner.nextInt();
            switch (method) {
                case 1: { printWithoutPath(matrix); break; }
                case 2: { printWithPath(matrix); break; }
                default: System.out.println("Введите корректный способ вывода");
            }
        } while (method != 2 && method != 1);
    }

    public static void inputMethod() throws FileNotFoundException {
        int method;
        System.out.println("Каким способом хотите ввести данные?");
        System.out.println("1 - с помощью консоли");
        System.out.println("2 - с помощью файла");
        do {
            method = scanner.nextInt();
            switch (method) {
                case 1: { userInputFromConsole(); break; }
                case 2: { userInputFromFile(); break; }
                default: System.out.println("Введите корректный способ ввода");
            }
        } while (method != 2 && method != 1);
    }

    public static void userInputFromConsole() throws FileNotFoundException {
    final int MIN_SIZE = 1;
    final int MAX_SIZE = 20;
        int n;
        System.out.print("Введите порядок матрицы в диапазоне " + MIN_SIZE + ".." + MAX_SIZE + ": ");
        n = (int) Math.round(inputValue(MIN_SIZE, MAX_SIZE));
        userInputArrayFromConsole(n);
    }

    public static double inputValue(int min, int max) {
        double currentValue;
        boolean isNotValid = true;
        do {
            currentValue = scanner.nextInt();
            if (currentValue >= min && currentValue <= max)
                isNotValid = false;
            else
                System.out.println("Введите число в заданном диапазоне");
        } while (isNotValid);
        return currentValue;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        printTask();
        inputMethod();
    }
}