PZ1

// matrix.cpp


#include "Matrix.h"

namespace solution
{

   void Matrix::Readfile()
   {
      try
      {
         fstream infile("input.txt");

         infile >> n >> ht;

         if (ht * 2 + 1 > n)
            flag = true;
         else
         {
            F.resize(n);
            di.resize(n);
            al.resize(n);
            au.resize(n);
            if (!infile.eof())
            {
               for (int i = 0; i < n; i++)
               {
                  al[i].resize(ht);
                  for (int j = 0; j < ht; j++)
                     infile >> al[i][j];
               }
               for (int i = 0; i < n; i++)
               {
                  au[i].resize(ht);
                  for (int j = 0; j < ht; j++)
                     infile >> au[i][j];
               }
               for (int i = 0; i < n; i++)
                  infile >> di[i];
               for (int i = 0; i < n; i++)
                  infile >> F[i];
            }
            infile.close();
         }
      }
      catch (ios::failure e)
      {
         cerr << e.what() << endl;
      }
      catch (out_of_range err)
      {
         cerr << err.what();
      }
      catch (...)
      {
         cerr << "Непредвиденная ошибка при вводе из файла !!!";
      }
   }

   void Matrix::Writefile()
   {
      try
      {
         ofstream outfile("output.txt");

         outfile << setprecision(5);

         for (int i = 0; i < n; i++)
         {
            for (int j = 0; j < n; j++)
            {
               if (i == j)
                  outfile << di[i] << " ";
               else if (j > i)
               {
                  if (j - i <= ht)
                     outfile << au[j][ht - j + i] << " ";
                  else
                     outfile << 0 << " ";
               }
               else if (i > j)
               {
                  if (i - j <= ht)
                     outfile << al[i][ht - i + j] << " ";
                  else
                     outfile << 0 << " ";
               }
            }
            outfile << "\n";
         }

         outfile << "\n";

         for (int i = 0; i < n; i++)
            outfile << F[i] << " ";

         outfile.close();
      }
      catch (ios::failure e)
      {
         cerr << e.what() << endl;
      }
      catch (out_of_range err)
      {
         cerr << err.what();
      }
      catch (...)
      {
         cerr << "Непредвиденная ошибка при выводе в файл !!!";
      }
   }

   void Matrix::LU()
   {
      for (int i = 0; i < n; i++)
      {
         for (int k = 0; k < ht && k < i; k++)
         {
            if (i >= ht)
               di[i] -= al[i][k] * au[i][k];
            else
               di[i] -= al[i][ht - i + k] * au[i][ht - i + k];
         }
         for (int j = 0; j < ht && n - i - j>1; j++)
         {
            for (int k = 0; k < i && k < ht - j - 1; k++)
            {
               if (i >= ht - 1 || i + j >= ht - 1)
                  au[i + j + 1][ht - j - 1] -= al[i][k + j + 1] * au[i + j + 1][k];
               else
                  au[i + j + 1][ht - j - 1] -= al[i][ht - i + k] * au[i + j + 1][ht - i + k - j - 1];
            }
         }
         for (int j = 0; j < ht && n - i - j > 1; j++)
         {
            for (int k = 0; k < ht - j - 1 && k < i; k++)
            {
               if (i >= ht - 1 || i + j >= ht - 1)
                  al[j + i + 1][ht - j - 1] -= al[i + j + 1][k] * au[i][k + j + 1]; // добавим +1
               else
                  al[j + i + 1][ht - j - 1] -= al[i + j + 1][ht - i + k - 1 - j] * au[i][ht - i + k];
            }
            al[j + i + 1][ht - j - 1] /= di[i];
         }
      }
   }

   void Matrix::LyF()
   {
      for (int i = 0; i < n; i++)
         for (int j = 0; j < ht && j < i; j++)
            if (i < ht)
               F[i] -= al[i][ht - i + j] * F[j];
            else
               F[i] -= al[i][j] * F[i - ht + j];
   }

   void Matrix::Uxy()
   {

      for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
      {
         for (int j = 0; j < ht && j < n - i - 1; j++)
            F[i] -= F[i + j + 1] * au[i + j + 1][ht - 1 - j];
         F[i] /= di[i];
      }
   }

   void Matrix::Multiplication()
   {

   }

   void Matrix::SLAU()
   {
      LU();
      LyF();
      Uxy();
   }
}


// matrix.h


#pragma once

#include <vector>
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cstdio>

using namespace std;

namespace solution
{
   class Matrix
   {
   private:
      vector<vector<double>> al, au;
      vector<double> di, F;
      int n, m, ht;
      void LU();
      void LyF();
      void Uxy();
   public:
      bool flag = false;
      void Readfile();
      void Writefile();
      void Multiplication();
      void SLAU();
   };
}


// main.cpp


#include "Matrix.h"

using namespace solution;

void showmenu()
{
   cout << "1 - Разложение LU и нахождение вектора x" << endl
        << "Не целочисленное значение - выход" << endl;
}

int main()
{
   Matrix object;
   int command = 0;

   showmenu();

   cout << endl << "> ";
   while (cin >> command)
   {
      switch (command)
      {
      case 1:
      {
         object.Readfile();
         if (object.flag == true) {
            cout << "ОШИБКА: Ширина ленты больше самой матрицы ";
            exit(EXIT_FAILURE);
         }
         object.SLAU();
         object.Writefile();
         cin.get();
         break;
      }
      default:
      {
         cout << "???" << endl;
         break;
      }
      }
      cout << "> ";
   }
   return 0;
}