using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Geo
{
    [Serializable]
    public class Matrix
    {
        double[,] arr;
        int m, n;
        public int N
        {
            get
            {
                if (n > 0)
                    return n;
                else
                    return -1;
            }
        }
        public int M
        {
            get
            {
                if (m > 0)
                    return m;
                else
                    return -1;
            }
        }
        public double this[int i, int j]
        {
            get
            {
                if (n > 0 && m > 0)
                    if (i > -1 && j > -1)
                        return arr[i, j];
                    else
                        Console.WriteLine("Неверный индексы");
                else
                    Console.WriteLine("Не задана матрица");
                return -1;
            }
            set
            {
                if (n > 0 && m > 0)
                    if (i > -1 && j > -1)
                        arr[i, j] = value;
                    else
                        Console.WriteLine("Неверный индексы");
                else
                    Console.WriteLine("Не задана матрица");
            }
        }

        public Matrix(int N, int M)
        {
            m = M;
            n = N;
            arr = new double[N, M];
        }

        public Matrix(Matrix source)
        {
            m = source.M;
            n = source.N;
            arr = new double[source.N, source.M];
            arr = (double[,])source.arr.Clone();
        }

        public Matrix(double[,] source)
        {
            m = source.GetLength(1);
            n = source.GetLength(0);
            arr = new double[source.GetLength(0), source.GetLength(1)];
            arr = (double[,])source.Clone();
        }

        public double[,] ToArray()
        {
            return arr;
        }

        public Matrix Copy()
        {
            return new Matrix(this);
        }

        public static Matrix operator ^(Matrix A, Matrix B)
        {
            if (A.M != B.N) { throw new System.ArgumentException("Не совпадают размерности матриц"); } //Нужно только одно соответствие
            Matrix C = new Matrix(A.N, B.M); //Столько же строк, сколько в А; столько столбцов, сколько в B 
            for (int i = 0; i < A.N; ++i)
            {
                for (int j = 0; j < B.M; ++j)
                {
                    C[i, j] = 0;
                    for (int k = 0; k < A.M; ++k)
                    { //ТРЕТИЙ цикл, до A.m=B.n
                        C[i, j] += A[i, k] * B[k, j]; //Собираем сумму произведений
                    }
                }
            }
            return C;
        }

        public static Matrix operator *(Matrix A, Matrix B)
        {
            if (((A.n != B.n) || (A.m != B.m)) == true) { throw new System.ArgumentException("Не совпадают размерности матриц"); }
            double[,] res = new double[A.n, B.m];

            for (int i = 0; i < A.n; i++)
            {
                for (int j = 0; j < B.m; j++)
                {
                    res[i, j] = A[i, j] * B[i, j];
                }
            }
            return new Matrix(res);
        }

        public static Vector operator *(Matrix A, Vector B)
        {
            if (A.M != B.N) { throw new System.ArgumentException("Не совпадают размерности матриц"); }
            double[] res = new double[A.N];

            for (int i = 0; i < A.N; i++)
            {
                for (int j = 0; j < B.N; j++)
                {
                    res[i] += A[i, j] * B[j];
                }
            }
            return new Vector(res);
        }

        public static Vector3d operator *(Matrix A, Vector3d B)
        {
            if (A.n != 3 && A.m != 3) { throw new System.ArgumentException("Не верна размерность матрицы"); }
            double[] res = new double[3];

            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                for (int j = 0; j < 3; j++)
                {
                    res[i] += A[i, j] * B[j];
                }
            }
            return new Vector3d (res);
        }

        public static Point3d operator *(Matrix A, Point3d B)
        {
            if (A.n != 3 && A.m != 3) { throw new System.ArgumentException("Не верна размерность матрицы"); }
            double[] res = new double[3];

            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                for (int j = 0; j < 3; j++)
                {
                    res[i] += A[i, j] * B[j];
                }
            }
            return new Point3d(res);
        }

        public static Matrix operator *(Matrix A, double B)
        {
            double[,] res = new double[A.n, A.m];

            for (int i = 0; i < A.n; i++)
            {
                for (int j = 0; j < A.m; j++)
                {
                    res[i, j] = A[i, j] * B;
                }
            }

            return new Matrix(res);
        }

        public static Matrix operator +(Matrix A, Matrix B)
        {
            if (((A.n != B.n) || (A.m != B.m)) == true) { throw new System.ArgumentException("Не совпадают размерности матриц"); }
            double[,] res = new double[A.n, B.m];

            for (int i = 0; i < A.n; i++)
            {
                for (int j = 0; j < B.m; j++)
                {
                    res[i, j] = A[i, j] + B[i, j];
                }
            }
            return new Matrix(res);
        }
    }
}