#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>

using namespace std;

int inputValue(int min, int max);
void userInputArrayFromConsole(int n);
void userInputFromConsole();
double** gauss(double** matrix);
void userInputFromFile(string path);
bool checkPath(string path);
void userInputPath();
void inputMethod();
void printWithoutPath(double** matrix);
string userOutputPath();
void printWithPath(double** matrix);
void outputMethod(double** matrix);

int inputValue(int min, int max) {
    int currentValue;
    bool isNotValid = true;
    do {
        cin >> currentValue;
        if (currentValue >= min && currentValue <= max)
            isNotValid = false;
        else
            cout << "Введите число в заданном диапазоне\n";
    } while (isNotValid);
    return currentValue;
}

void userInputArrayFromConsole(int n) {
    const int MIN_VALUE = -500;
    const int MAX_VALUE = 500;
    double** matrix = new double* [n];
    cout << "Введите коэффициенты в диапазоне " << MIN_VALUE << ".." << MAX_VALUE << ":" << endl;
    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);
        }
    }
    cout << "Введите свободные члены в диапазоне " << MIN_VALUE << ".." << MAX_VALUE << ":" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++)
        matrix[i][n] = inputValue(MIN_VALUE, MAX_VALUE);
    outputMethod(gauss(matrix));
}

void userInputFromConsole() {
    const int MIN_SIZE = 2;
    const int MAX_SIZE = 20;
    int n;
    cout << "Введите порядок матрицы в диапазоне " << MIN_SIZE << ".." << MAX_SIZE << ": ";
    n = inputValue(MIN_SIZE, MAX_SIZE);
    userInputArrayFromConsole(n);
}

double** gauss(double** matrix) {
    int n = _msize(matrix) / sizeof(matrix);
    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;
}

void userInputFromFile(string path) {
    int n;
    ifstream file(path);
    file.open(path);
    file.clear();
    file >> n;
    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++)
            file >> matrix[i][j];
    }
    for (int i = 0; i < n; i++)
        file >> matrix[i][n];
    file.close();
    outputMethod(gauss(matrix));
}

bool checkPath(string path) {
    ifstream file(path);
    if (file.is_open()) {
        cout << path << " найден" << endl;
        return true;
    }
    else {
        cout << path << " не найден" << endl;
        return false;
    }
}

void userInputPath() {
    string path;
    bool isNotValid = false;
    do {
        cout << "Введите абсолютный путь к файлу с входными данными" << endl;
        cin >> path;
    } while (!checkPath(path));
    userInputFromFile(path);
}

void inputMethod() {
    int method;
    cout << "Каким способом хотите ввести данные?" << endl;
    cout << "1 - с помощью консоли" << endl;
    cout << "2 - с помощью файла" << endl;
    do {
        cin >> method;
        switch (method) {
        case 1: { userInputFromConsole(); break; }
        case 2: { userInputPath(); break; }
        default: cout << "Введите корректный способ ввода";
        }
    } while (method != 2 && method != 1);
}

void printWithoutPath(double** matrix) {
    cout << "После «прямого хода»" << endl;
    for (int i = 0; i < _msize(matrix) / sizeof(matrix); i++) {
        for (int j = 0; j < _msize(matrix) / sizeof(matrix); j++)
            cout << matrix[i][j] << " ";
        cout << endl;
    }
    for (int i = 0; i < _msize(matrix) / sizeof(matrix); i++)
        cout << matrix[i][_msize(matrix) / sizeof(matrix)] << endl;
}

string userOutputPath() {
    string path;
    cout << "Введите абсолютный путь к файлу для вывода результата" << endl;
    cin >> path;
    cout << "Результат работа помещён в файл";
    return path;
}

void printWithPath(double** matrix) {
    string path = userOutputPath();
    ofstream file(path);
    for (int i = 0; i < _msize(matrix) / sizeof(matrix); i++) {
        for (int j = 0; j < _msize(matrix) / sizeof(matrix); j++)
            file << matrix[i][j] << " ";
        file << endl;
    for (int i = 0; i < _msize(matrix) / sizeof(matrix); i++)
        cout << matrix[i][_msize(matrix) / sizeof(matrix)] << endl;
    }
    cout << "Результат работы помещён в файл";
}

void outputMethod(double** matrix) {
    int method;
    cout << "Куда хотите вывести результат?" << endl;
    cout << "1 - в консоль" << endl;
    cout << "2 - в файл" << endl;
    do {
        cin >> method;
        switch (method) {
        case 1: { printWithoutPath(matrix); break; }
        case 2: { printWithPath(matrix); break; }
        default: cout << "Введите корректный способ ввода";
        }
    } while (method != 2 && method != 1);
}

void printTask() {
    cout << "Данная программа выполняет «прямой ход» в решении системы линейных алгебраических уравнений методом Гаусса" << endl;
}

int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "Russian");
    printTask();
    inputMethod();
}