laba.2.3.Gay_ss(Java)

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

public class Main {
  private static final int MIN_SIZE = 2;
  private static final int MAX_SIZE = 10;
  private static final int MIN_VALUE = -1000;
  private static final int MAX_VALUE = 1000;
  private static final Scanner scan = new Scanner(System.in);

  public static void outputTaskInfo() {
    System.out.println("Данная программа выполняет «прямой ход» в решении СЛАУ методом Гаусса." + "\n" +
            "Диапазон ввода значений количества уравнений в системе: " + MIN_SIZE + "..." + MAX_SIZE + ". \n" +
            "Диапазон ввода значений коэффициентов при переменных: " + MIN_VALUE + "..." + MAX_VALUE + ".");
  }

  public static int getVerificationOfChoice() {
    int choice = 0;
    boolean isIncorrect;

    do {
      isIncorrect = false;
      try {
        choice = Integer.parseInt(scan.nextLine());
      } catch (NumberFormatException e) {
        System.out.println("Проверьте корректность ввода данных!");
        isIncorrect = true;
      }
      if (!isIncorrect && (choice != 0 && choice != 1)) {
        System.out.println("Для выбора введите 0 или 1!");
        isIncorrect = true;
      }
    } while (isIncorrect);

    return choice;
  }

  public static String inputPathToFile() {
    boolean isIncorrect;
    String path;

    System.out.println("Укажите путь к файлу: ");

    do {
      isIncorrect = false;
      path = scan.nextLine();
      File file = new File(path);

      if (!file.exists()) {
        System.out.println("По указанному пути файл не найден! Укажите правильный путь: ");
        isIncorrect = true;
      }
    } while (isIncorrect);

    return path;
  }

  public static int readSizeFromConsole() {
    int size = 0;
    boolean isIncorrect;

    System.out.println("Введите значение количества уравнений системы: ");

    do {
      isIncorrect = false;
      try {
        size = Integer.parseInt(scan.nextLine());
      } catch (NumberFormatException e) {
        System.out.println("Проверьте корректность ввода данных!");
        isIncorrect = true;
      }
      if (!isIncorrect && (size < MIN_SIZE || size > MAX_SIZE)) {
        System.out.println("Введите число от " + MIN_SIZE + " до " + MAX_SIZE + "! \n");
        isIncorrect = true;
      }
    } while (isIncorrect);

    return size;
  }

  public static int readSizeFromFile(final String path) {
    int size;
    boolean isIncorrect = true;

    System.out.println("Происходит чтение размеров матрицы...");

    try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path))) {
      size = Integer.parseInt(br.readLine());
    } catch (Exception e) {
      isIncorrect = false;
      System.out.println("Ошибка при чтении данных! Введите количество уравнений с консоли!");
      size = readSizeFromConsole();
    }

    return size;
  }

  public static void outputSize(final int choice, int size, String path) {
    boolean isIncorrect;

    if (choice == 0)
      System.out.println("Количество уравнений в системе равно: " + size + ".");

    if (choice == 1) {
      System.out.println("Вывод количества уравнений в файл...");

      do {
        isIncorrect = false;
        try {
          FileWriter writer = new FileWriter(path);
          writer.write(size + "\n");
          writer.close();
        } catch (IOException e) {
          isIncorrect = true;
          System.out.println("Ошибка! Измените параметры файла или укажите новую ссылку!");
          path = inputPathToFile();
        }
      } while (isIncorrect);

      System.out.println("Данные успешно записаны в файл!");
    }
  }

  public static int[][] fillMatrixFromConsole(final int size) {
    int[][] matrix = new int[size][size + 1];
    boolean isIncorrect;
    int columns = size + 1;

    for (int i = 0; i < size; i++) {
      for (int j = 0; j < columns; j++) {
        System.out.println("Введите значение коэфф-та в " + (i + 1) + "-ом уравнении при " + (j + 1) + "-ой позиции: ");

        do {
          isIncorrect = false;
          try {
            matrix[i][j] = Integer.parseInt(scan.nextLine());
          } catch (NumberFormatException e) {
            System.out.println("Проверьте корректность ввода данных!");
            isIncorrect = true;
          }

          if (!isIncorrect && (matrix[i][j] < MIN_VALUE || matrix[i][j] > MAX_VALUE)) {
            isIncorrect = true;
            System.out.println("Введите число от " + MIN_VALUE + " до " + MAX_VALUE + "!");
          }
        } while (isIncorrect);
      }
    }

    return matrix;
  }

  public static int[][] fillMatrixFromFile(final int size, String path) {
    int[][] matrix = new int[size][size + 1];
    int finalPosI = size + 1;
    int i;
    int count = 1;

    System.out.println("Происходит чтение системы...");

    for (i = 0; i < size; i++) {
        try (BufferedReader fReader = new BufferedReader(new FileReader(path))){
          for (int j = 0; j < count; j++)
            fReader.readLine();

          count++;
          String[] integerInString = fReader.readLine().split(" ");

          for (int j = 0; j < finalPosI; j++)
            matrix[i][j] = Integer.parseInt(integerInString[j]);
        } catch (Exception e) {
          System.out.println("Ошибка при чтении системы! Введите систему с консоли!");
          matrix = fillMatrixFromConsole(size);
        }
        for (int j = 0; j < finalPosI; j++) {
          if (matrix[i][j] < MIN_VALUE || matrix[i][j] > MAX_VALUE) {
            System.out.println("Ошибка при считывании матрицы из файла!Введите матрицу с консоли!");
            matrix = fillMatrixFromConsole(size);
          }
        }
      }

    return matrix;
  }
  public static void outputMatrix(final int choice, String path, final int[][] matrix, final int size) {
    boolean isIncorrect;

    if (choice == 0) {
      System.out.println("Вывод начальной матрицы: ");

      for (int i = 0; i < size; i++)
      {
        System.out.print("|");
        for (int j = 0; j < size; j++)
          System.out.print(" " + matrix[i][j] + " ");
        System.out.print ("|  " + matrix[i][size] + "; \n");
      }

      System.out.print("\n");
    }

    if (choice == 1) {
      System.out.println("Вывод начальной системы уравнений в файл... ");

      do {
        isIncorrect = false;
        try {
          FileWriter writer = new FileWriter(path, true);
          BufferedWriter bufferWriter = new BufferedWriter(writer);

          for (int i = 0; i < size; i++)
          {
            bufferWriter.write("|");
            for (int j = 0; j < size; j++)
              bufferWriter.write(matrix[i][j] + "  ");
            bufferWriter.write("|  " + matrix[i][size] + "; \n");
          }
          bufferWriter.write("\n");

          bufferWriter.close();
          writer.close();
        } catch (IOException e) {
          isIncorrect = true;
          System.out.println("Ошибка! Измените параметры файла или укажите новую ссылку!");
          path = inputPathToFile();
        }
      } while (isIncorrect);

      System.out.println("Данные успешно записаны в файл!");
    }
  }

  public static float[][] findTriangleMatrix(final int[][] matrix, final int size) {
    float[][] triangleMatrix = new float[size][size + 1];
    int columns = size + 1;

    for (int i = 0; i < size; i++) {
      for (int j = 0; j < columns; j++)
        triangleMatrix[i][j] = matrix[i][j];
    }

    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
      int startPosJ = i + 1;

      for (int j = startPosJ; j < size; j++)
      {
        float temp = triangleMatrix[j][i] / triangleMatrix[i][i];

        for (int k = i; k < size; k++)
          triangleMatrix[j][k] = triangleMatrix[j][k] - temp * triangleMatrix[i][k];

        triangleMatrix[j][size] = triangleMatrix[j][size] - temp * triangleMatrix[i][size];
      }
    }

    return triangleMatrix;
  }

  public static void outputTriangleMatrix(final int choice, String path, final float[][] matrix, final int size) {
    boolean isIncorrect;

    if (choice == 0) {
      System.out.println("Вывод преобразованной системы: ");

      for (int i = 0; i < size; i++)
      {
        System.out.print("|");
        for (int j = 0; j < size; j++)
          System.out.print(" " + matrix[i][j] + " ");
        System.out.print ("|  " + matrix[i][size] + "; \n");
      }

      System.out.print("\n");
    }

    if (choice == 1) {
      System.out.println("Вывод преобразованной системы в файл...");

      do {
        isIncorrect = false;
        try {
          FileWriter writer = new FileWriter(path, true);
          BufferedWriter bufferWriter = new BufferedWriter(writer);

          for (int i = 0; i < size; i++)
          {
            bufferWriter.write("|");
            for (int j = 0; j < size; j++)
              bufferWriter.write(matrix[i][j] + "  ");
            bufferWriter.write("|  " + matrix[i][size] + "; \n");
          }
          bufferWriter.write("\n");

          bufferWriter.close();
          writer.close();
        } catch (IOException e) {
          isIncorrect = true;
          System.out.println("Ошибка! Измените параметры файла или укажите новую ссылку!");
          path = inputPathToFile();
        }
      } while (isIncorrect);

      System.out.println("Данные успешно записаны в файл!");
    }
  }

  public static float[] findRoots(float[][] triangleMatrix) {
    float[] ansArr = new float[triangleMatrix.length];
    float temp;
    int pos = triangleMatrix.length - 1;
    int k = 1;
    float dividend;

    for (int i = 0; i < triangleMatrix.length; i++)
    {
      if (triangleMatrix[pos][pos] != 0)
      {
        dividend = triangleMatrix[pos][pos + k];

        for (int j = 0; j < i; j++)
          dividend = dividend - triangleMatrix[pos][pos + i - j] * ansArr[j];

        temp = dividend / triangleMatrix[pos][pos];
      }
      else
        temp = 0;

      ansArr[i] = temp;
      k++;
      pos--;
    }

    return ansArr;
  }

  public static void outputAnsArr(final int choice, String path, final float[] ansArr, final int size ) {
    boolean isIncorrect;

    if (choice == 0) {
      System.out.println("Вывод полученных корней: ");

      for (int i = 0; i < size; i++)
      {
        System.out.println("Значение " + (i + 1) + "-ой переменной равно: " + ansArr[i] + ".");
      }
    }

    if (choice == 1) {
      System.out.println("Вывод начальной матрицы в файл...");

      do {
        isIncorrect = false;
        try {
          FileWriter writer = new FileWriter(path, true);
          BufferedWriter bufferWriter = new BufferedWriter(writer);

          for (int i = 0; i < size; i++)
          {
            bufferWriter.write("Значение " + (i + 1) + "-ой переменной равно: " + ansArr[i] + ".");
            bufferWriter.write("\n");
          }

          bufferWriter.close();
          writer.close();
        } catch (IOException e) {
          isIncorrect = true;
          System.out.println("Ошибка! Измените параметры файла или укажите новую ссылку!");
          path = inputPathToFile();
        }
      } while (isIncorrect);

      System.out.println("Данные успешно записаны в файл!");
    }
  }
  public static int[][] processUserInput() {
    int size;
    int choiceForInput;
    int[][] matrix = new int[0][];
    String pathToIn;

    System.out.println("Вы желаете ввести данные с консоли(0) или взять данные из файла(1)?");
    choiceForInput = getVerificationOfChoice();

    if (choiceForInput == 0) {
      size = readSizeFromConsole();
      matrix = fillMatrixFromConsole(size);
    }
    if (choiceForInput == 1) {
      pathToIn = inputPathToFile();
      size = readSizeFromFile(pathToIn);
      matrix = fillMatrixFromFile(size, pathToIn);
    }

    return matrix;
  }

  public static void processUserOutput(int size, int[][] matrix, float[][] triangleMatrix, float[] ansArr) {
    int choiceForOutput;
    String pathToOut = "";

    System.out.println("Вы желаете получить результат в консоли(0) или в файле(1)?");
    choiceForOutput = getVerificationOfChoice();

    if (choiceForOutput == 1)
      pathToOut = inputPathToFile();
    outputSize(choiceForOutput, size, pathToOut);
    outputMatrix(choiceForOutput, pathToOut, matrix, size);
    outputTriangleMatrix(choiceForOutput, pathToOut, triangleMatrix, size);
    outputAnsArr(choiceForOutput, pathToOut, ansArr, size);
  }

  public static void main (String[] args) {
    outputTaskInfo();
    int[][] matrix = processUserInput();
    float[][] triangleMatrix = findTriangleMatrix(matrix, matrix.length);
    float[] ansArr = findRoots(triangleMatrix);
    processUserOutput(matrix.length, matrix, triangleMatrix, ansArr);

    scan.close();
  }
}