1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
| #include <time.h> // библиотека работы с таймером
#include <stdio.h> // библиотека ввода-вывода
#include <stdlib.h> // библиотека системных функций
#include <locale.h> // библиотека языковой локализации
// Минимальный размер матрицы
const int minsize = 2;
// Максимальный размер матрицы
const int maxsize = 12;
// Минимальный диапазон случайных чисел
const int min_range = 8;
// Максимальный диапазон случайных чисел
const int max_range = 180;
// Длина имени файла
const int namelen = 66;
/*
Функция резервирует память под матрицу и возвращает указатель на неё
*/
int** CreateMatrix(int rows, int cols)
{
// Проверить размеры матрицы по измерениям
if (rows < minsize || rows > maxsize ||
cols < minsize || cols > maxsize) return NULL;
// Зарезервировать память под одномерный массив указателей
int** matrix = new int* [rows];
// Убедиться, что память выделена
if (matrix == NULL) return NULL;
// Перемещаться по массиву указателей
for (register int row = 0; row < rows; row++)
{
// Зарезервировать память под одномерный вектор-массив для хранения
// значений матрицы и присоединить его к одномерному массиву указателей
matrix[row] = new int[cols];
// Убедиться, что память под вектор-массив выделена
if (matrix[row] == NULL)
{
// Удалить ранее выделенные одномерные массивы
while ((--row) >= 0)
// Удалить одномерные вектор-массивы
delete[] matrix[row];
// Удалить одномерный массив указателей
delete[] matrix;
// Вернуть результат в случае неуспеха
return NULL;
}
} // Вернуть адрес матрицы при успехе
return matrix;
}
/*
Функция освобождает память из под матрицы и обнуляет управляющие переменные
*/
void DeleteMatrix(int& rows, int& cols, int**& matrix)
{
// Убедиться, что память выделена
if (matrix != NULL)
{
// Перемещаться по массиву указателей
for (register int row = 0; row < rows; row++)
// Удалять одномерные вектор-массивы ячеек, присоединенные к указателям
delete[] matrix[row];
// Удалить одномерный массив указателей
delete[] matrix;
}
// Обнулить информацию о матрице
matrix = NULL;
rows = 0;
cols = 0;
}
#pragma warning(disable: 4996)
/*
Функция организует ввод значения в заданном диапазоне
*/
bool EntryValue(const char* name, int& value, int min = INT_MAX, int max = INT_MIN)
{
// Число для ввода, статус проверки ввода
int temp, check;
// Вывести информацию о параметре
if (name != NULL) printf("\nВведите %s", name);
// Если диапазон не задан, то любое значение
if (min == INT_MAX && max == INT_MIN)
{
printf(":>");
min = INT_MIN;
max = INT_MAX;
}
// Если задан только максимум, то значение может быть не больше заданного
else if (min == INT_MAX && max != INT_MIN)
{
printf(" [< %d]:>", max);
min = INT_MIN;
}
// Если задан только минимум, то значение может быть не меньше заданного
else if (min != INT_MAX && max == INT_MIN)
{
printf(" [> %d]:>", min);
max = INT_MAX;
}
// Если задан максимум и минимум, то значение находится в диапазоне
else
printf(" [%d..%d]:>", min, max);
// Ввести значение числа
check = scanf("%d", &temp);
// Проверить корректность ввода и допустимость диапазона
if (check != 1 || fgetchar() != 10 || temp < min || temp > max)
{
fflush(stdin);
// Вывести сообщение об ошибке
printf("Ошибка: Некорректный ввод для %s\n", ((name) ? name : "значения"));
return false;
}
else
{
// Вернуть значене через аргумент
value = temp;
return true;
}
}
/*
Статическая функция вычисляет число ряда по номеру
*/
static int number = 7;
static int NextNumber()
{
return (number += 7);
}/*
Главная функция. Реализует ввод, проверку, интерфейс с пользователем.
*/
void main()
{
int k = 1;
int max = INT_MIN;
int min = INT_MAX;
int pulley[] = { 0, 0 }; // Шапка параметров матрицы {строк, столбцов}
int& rows = pulley[0]; // Количество строк матрицы
int& cols = pulley[1]; // Количество столбцов матрицы
char ch = '\0'; // Команда меню
int row, col, idx; // Индекс строки, индекс столбца, просто индекс
int check, value; // Статус ввода, введенное значение
int range = max_range; // Ширина диапазона случайных чисел
int** matrix = NULL; // Указатель на матрицу
char filename[namelen]; // Имя файла
FILE* fp; // Указатель на файловой поток
// Для сообщений на русском языке
setlocale(LC_ALL, "Russian");
printf("Лаба: Зигзаг");
// Определить константу для шапки параметров матрицы
const int heap = sizeof(pulley) / sizeof(int);
// Инициализация генератора случайных чисел
srand((unsigned int)time(NULL));
do { // Обработка команд меню
switch (ch)
{
case 'C': // Ввод размера и резервирование матрицы
case 'c':
// Ввести количество строк матрицы и проверить корректность ввода
if (!EntryValue("количество строк", row, minsize, maxsize)) break;
// Ввести количество столбцов матрицы и проверить корректность ввода
if (!EntryValue("количество столбцов", col, minsize, maxsize)) break;
// Удалить текущую матрицу
DeleteMatrix(rows, cols, matrix);
// Зарезервировать память под матрицу для заданного размера
if ((matrix = CreateMatrix(row, col)) == NULL)
{
printf("Ошибка: Недостаточно памяти\n");
break;
}
// Запомнить новый размер матрицы
rows = row;
cols = col;
case 'R': // Заполнение матрицы случайными значениями
case 'r':
// Перемещаться по строкам матрицы
for (row = 0; row < rows; row++)
// Перемещаться по столбцам матрицы
for (col = 0; col < cols; col++)
// Генерировать и запоминать случайные значения
matrix[row][col] = ((rand() % 2) ? +1 : -1) * (rand() % range);
case 'P': // Печать элементов матрицы
case 'p':
printf("\nТекущая матрица [%dx%d] %s\n", rows, cols,
((matrix) ? "содержит:" : "пуста!"));
// Перемещаться по строкам матрицы
for (row = 0; row < rows; row++)
{
printf("\n");
// Перемещаться по столбцам матрицы
for (col = 0; col < cols; col++)
// Выводить значение ячейки матрицы
printf("%6d", matrix[row][col]);
}
break;
case 'D': // Удаление матрицы
case 'd':
// Освободить память от матрицы
DeleteMatrix(rows, cols, matrix);
printf("\nМатрица пуста!");
break;
case 'E': // Ввод всех элементов матрицы по порядку
case 'e':
// Перемещаться по строкам матрицы
for (row = 0; row < rows; row++)
// Перемещаться по столбцам матрицы
for (col = 0; col < cols; col++)
{
// Вводить новые значения для элементов матрицы
printf("\nМатрица[%d][%d]", row, col);
if (!EntryValue("ячейки", matrix[row][col], SHRT_MIN, SHRT_MAX)) col--;
}
break;
case 'M': // Изменение элемента матрицы по индексу
case 'm':
// Проверить, что матрица не пуста, т.е. есть что изменять
if (matrix == NULL) break;
// Ввести индекс строки и проверить корректность ввода
if (!EntryValue("индекс строки", row, 0, rows - 1)) break;
// Ввести индекс столбца и проверить корректность ввода
if (!EntryValue("индекс столбца", col, 0, cols - 1)) break;
// Ввести значение элемента и проверить корректность ввода
if (!EntryValue("значение элемента", value, SHRT_MIN, SHRT_MAX)) break;
// Запомнить новое значение в элементе матрицы
matrix[row][col] = value;
break;
case 'I': // Перестановка строк местами
case 'i':
// Проверить, что матрица не пуста, т.е. есть что изменять
if (matrix == NULL) break;
// Ввести индекс первой строки для обмена и проверить корректность ввода
if (!EntryValue("индекс первой строки", row, 0, rows - 1)) break;
// Ввести индекс второй строки для обмена и проверить корректность ввода
if (!EntryValue("индекс второй строки", idx, 0, rows - 1)) break;
if (row != idx)
// Переставить значения элементов между строками (проход по столбцу)
for (col = 0; col < cols; col++)
{
value = matrix[row][col];
matrix[row][col] = matrix[idx][col];
matrix[idx][col] = value;
}
// Перейти к отображению текущей матрицы
ch = 'P';
continue;
case 'J': // Перестановка столбцов местами
case 'j':
// Проверить, что матрица не пуста, т.е. есть что изменять
if (matrix == NULL) break;
// Ввести индекс первого столбца для обмена и проверить корректность ввода
if (!EntryValue("индекс первого столбца", col, 0, cols - 1)) break;
// Ввести индекс второго столбца для обмена и проверить корректность ввода
if (!EntryValue("индекс второго столбца", idx, 0, cols - 1)) break;
if (col != idx)
// Переставить значения элементов между столбцами (проход по строке)
for (row = 0; row < rows; row++)
{
value = matrix[row][col];
matrix[row][col] = matrix[row][idx];
matrix[row][idx] = value;
}
// Перейти к отображению текущей матрицы
ch = 'P';
continue;
case 'B': // Сохранение матрицы в бинарном файле
case 'b':
case 'S': // Сохранение матрицы в текстовом файле
case 's':
fflush(stdin);
// Ввести имя файла
printf("\nВведите имя файла для сохранения (или нажмите [enter] для отмены):>");
scanf("%s", filename);
// Создать файл для сохранения матрицы
if ((fp = fopen(filename, "w")) == NULL)
printf("\nОшибка: Файл с указанным именем не может создан или открыт на запись\n");
else
{
if (ch == 'b' || ch == 'B')
{
// Записать размеры матрицы в бинарный файл как единый блок
fwrite(pulley, sizeof(int), heap, fp);
// Записать элементы матрицы в бинарный файл по-блочно
if (matrix != NULL)
{
// Пройти по массиву указателей
for (row = 0; row < rows; row++)
// Записывать одномерные вектор-массивы значений в бинарный файл
fwrite(matrix[row], sizeof(int), cols, fp);
}
}
else if (ch == 's' || ch == 'S')
{
// Записать размеры матрицы в текстовый файл
fprintf(fp, "%4d \t %d", rows, cols);
// Перемещаться по строкам матрицы
for (row = 0; row < rows; row++)
{
fprintf(fp, "\n");
// Перемещаться по столбцам матрицы
for (col = 0; col < cols; col++)
// Записывать элементы матрицы в текстовый файл поштучно
fprintf(fp, "%4d\t", matrix[row][col]);
}
}
// Закрыть файл
fclose(fp);
printf("\nМатрица сохранена успешно\n");
}
break;
case 'L': // Загрузка матрицы из файла
case 'l':
case 'O':
case 'o':
fflush(stdin);
// Ввести имя файла
printf("\nВведите имя файл для загрузки (или нажмите [enter] для отмены):>");
scanf("%s", filename);
// Открыть файл для загрузки матрицы
if ((fp = fopen(filename, "r")) == NULL)
printf("\nОшибка: Файл с указанным именем не может быть открыт на чтение\n");
else
{
// Удалить текущую матрицу
DeleteMatrix(rows, cols, matrix);
check = 0;
if (ch == 'o' || ch == 'O')
// Прочитать размеры матрицы из бинарного файла как единый блок
check += fread(pulley, sizeof(int), heap, fp);
else if (ch == 'l' || ch == 'L')
// Прочитать размеры матрицы из текстового файла по отдельности
check += fscanf(fp, "%d", &rows);
check += fscanf(fp, "%d", &cols);
// Проверить корректность чтения размеров матрицы
if (check == heap)
{
// Проверить допустимость диапазона для каждого размера
if (rows >= minsize && rows <= maxsize && cols >= minsize && cols <= maxsize)
{
// Зарезервировать память под новую матрицу
matrix = CreateMatrix(rows, cols);
// Убедиться, что память выделена
if (matrix != NULL)
{
if (ch == 'o' || ch == 'O')
{
// Пройти по массиву указателей
for (check = 0, row = 0; row < rows; row++, check += cols)
// Прочитать одномерные вектор-массивы значений из бинарного
// файла как единые блоки, т.е. по cols-элементов за раз
if (fread(matrix[row], sizeof(int), cols, fp) != cols) break;
}
else if (ch == 'l' || ch == 'L')
{
// Перемещаться по строкам матрицы
for (check = 0, row = 0; row < rows; row++)
// Перемещаться по столбцам матрицы
for (col = 0; col < cols; col++, check++)
// Прочитать элементы матрицы из текстового файла поштучно
if (fscanf(fp, "%d", &matrix[row][col]) != 1) break;
}
// Если было прочитано rows*cols-элементов, то загрузка прошла успешно
if (check == rows * cols)
{
printf("\nМатрица загружена успешно\n");
// Закрыть файл
fclose(fp);
// Перейти к отображению текущей матрицы
ch = 'P';
continue;
}
// Удалить матрицу, в случае неудачи
DeleteMatrix(rows, cols, matrix);
}
}
}
// Обнулить размеры, если недостаточно памяти или размеры прочитаны некорректно
else rows = cols = 0;
// Если прочитать матрицу не удалось
printf("\nОшибка: Некорректные данные (загрузка отменена, матрица удалена)\n");
// Закрыть файл
fclose(fp);
}
break;
case 'A': // Настройка диапазона случайных чисел
case 'a':
// Ввести ширину диапазона случайных чисел и проверить корректность ввода
EntryValue("диапазон случайных чисел", range, min_range, max_range);
break;
case 'H': //Отражение элементов относительно середины для выбранного столбца.
case 'h':
// Проверить, что матрица не пуста, т.е. есть что изменять
if (matrix == NULL) break;
// Ввести индекс столбца для изменения и проверить корректность ввода
if (!EntryValue("индекс столбца", col, 0, cols - 1)) break;
// Переставить значения элементов относительно центра
for (row = 0; row < rows / 2; row++)
{
value = matrix[row][col];
matrix[row][col] = matrix[rows - row - 1][col];
matrix[rows - 1 - row][col] = value;
}
// Перейти к отображению текущей матрицы
ch = 'P';
continue;
case 'F': // Вычисление характеристики по элементам матрицы
case 'f':
max = INT_MIN;
min = INT_MAX;
value = 0;
// Перемещаться по строкам матрицы
for (row = 0; row < rows; row++)
// Перемещаться по столбцам матрицы
for (col = 0; col < cols; col++)
{
// Вычисление характеристики
if (row % 2 == 1) { if (matrix[row][col] > max) { max = matrix[row][col]; } }
if (col % 2 == 0) { if (matrix[row][col] < min) { min = matrix[row][col]; } }
}
value = max - min;
printf("\nХарактеристика=%d\n", value);
break;
case 'Z': // Заполнение матрицы по заданию
case 'z':
// Проверить, что матрица не пуста, т.е. есть что изменять
if (matrix == NULL) break;
// Если чётное количество элементов в матрице
if ((rows * cols) % 2 == 0)
{
// Заполнение по диагонали с левого нижнего угла
number = 7;
row = rows - 1;
col = 0;
matrix[row][col] = 7;
k = 0;
for (int num = 1; num <= rows * cols; num++)
{
if (k == 0)
if (row - 1 >= 0) k = -1;
else k = 1;
if (k == -1)
{
row--;
if (col + 1 <= cols - 1) k = 2;
else if (row - 1 >= 0 && col - 1 >= 0) k = -2;
}
else if (k == 2)
{
row = row++;
col = col++;
if (row == rows - 1) k = 1;
else if (col == cols - 1) k = -1;
}
else if (k == 1)
{
col = col++;
if (col + 1 <= cols - 1 && row + 1 <= rows - 1) k = 2;
else if (row - 1 >= 0) k = -2;
}
else if (k == -2)
{
row = row--;
col = col--;
if (row == 0) k = 1;
else if (col == 0) k = -1;
}
matrix[row][col] = NextNumber();
}
}
// Если нечётное количество элементов в матрице
else
{
// Заполнение по диагонали с правого верхнего угла
number = 7;
row = 0;
col = cols - 1;
matrix[row][col] = 7;
k = 0;
for (int num = 1; num <= rows * cols; num++)
{
if (k == 0)
if (row - 1 >= 0) k = 1;
else k = -1;
if (k == -1)
{
col = col - 1;
if (row + 1 <= rows - 1) k = 2;
if (row - 1 >= 0 && col - 1 >= 0) k = -2;
}
else if (k == 2)
{
row = row + 1;
col = col + 1;
if (row == rows - 1) k = -1;
if (col == cols - 1) k = 1;
}
else if (k == 1)
{
row = row + 1;
if (col + 1 <= cols - 1 && row + 1 <= rows - 1) k = 2;
if (col - 1 >= 0) k = -2;
}
else if (k == -2)
{
row = row - 1;
col = col - 1;
if (row == 0) k = -1;
if (col == 0) k = 1;
}
matrix[row][col] = NextNumber();
}
}
// Перейти к отображению текущего массива
ch = 'p';
continue;
case '\0': // Пустое действие
break;
default:
printf("Ошибка: Некорректная операция");
};
// Сбросить устройство ввода
while (getchar() != '\n');
// Отображение консольного меню
printf("\n\nГлавное меню:");
printf("\nP. Печать матрицы");
printf("\nC. Создание новой матрицы");
printf("\nD. Удаление текущей матрицы");
printf("\nF. Вычисление характеристики");
printf("\nB. Сохранение матрицы в бинарном файле");
printf("\nO. Загрузка матрицы из бинарного файла");
printf("\nS. Сохранение матрицы в текстовом файле");
printf("\nL. Загрузка матрицы из текстового файла");
printf("\nA. Настройка диапазона случайных чисел");
printf("\nI. Обмен элементами двух строк матрицы");
printf("\nJ. Обмен элементами двух столбцов матрицы");
printf("\nM. Изменение элемента матрицы по индексам");
printf("\nE. Ввод всех элементов матрицы по порядку");
printf("\nH. Отражение элементов относительно середины для выбранного столбца.");
printf("\nZ. Заполнение матрицы зигзагом по заданию");
printf("\nR. Заполнение матрицы случайными значениями");
printf("\nQ. Выход");
printf("\nВыберите пункт:>");
ch = getchar();
} while ((ch != 'Q') && (ch != 'q'));
// Освободить память из под текущей матрицы
DeleteMatrix(rows, cols, matrix);
} |