include iostream include iomanip include fstream include string includ

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <fstream>
#include <string>
#include <cstdlib>
 
using namespace std;
 
int** read_io(int *pn, int *pm);
int** init_io(int* pm);
void print_io(int* pm, int** matrix);
int** sm_matr_init(int* pn, int* pm, int** matrix);
void show_sm_matr(int* pn, int* pm, int** matrix);
void fill_sm(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile);
int** inc_matr_init(int* pn, int* pm, int** matrix);
void show_inc_matr(int* pn, int* pm, int** matrix);
void fill_inc(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile);
void put_in_sm_matr(int* pn, int* pm, int** matrix, string name);
void put_in_inc_matr(int* pn, int* pm, int** matrix, string name);
int* vertex_degree_by_inc_matr(int* pn, int* pm, int** matrix);
void print_vertex_degree(int* pn, int* pm, int* matrix);
void io_vertex_degree(int* pn, int* pm, int* matrix, string name);
void discover_vertex_degree(int* pn, int* pm, int* matrix);
void fill_inc_matr_2(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile);
void fill_sm_matr_2(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile);
int* exit_halfsteps(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile);
int* enter_halfsteps(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile);
void print_exit_halfsteps(int* pn, int* pm, int* matrix);
void print_enter_halfsteps(int* pn, int* pm, int* matrix);
void put_in_exit_enter_halfsteps(int* pn, int* pm, int* matrix, int* arr, string name);
void del_1d(int* matrix);
void del_read_io(int* pn, int* pm, int** matrix);
void del_inc_sm_matr_init(int* pn, int* pm, int** matrix);
 
int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "ru");
    int n = 0;
    int m = 0;
    int* pn = &n; //Вершини
    int* pm = &m; //Ребра
 
    //switch menu
    cout << "Введите 1 для работы с неориентированым графом" << endl;
    cout << "Введите 2 для работы с ориентированым графом" << endl;
    int ll;
    cin.clear();
    cin >> ll;
    cout << "Введите расположение или название входного файла(если находится в папке проекта) вмесме с '.txt' : ";
    int** listof = read_io(pn, pm);
 
    switch (ll) {
    case(1): {//first part
        int** sm_matr = sm_matr_init(pn, pm, listof);//init matrix
        int** inc_matr = inc_matr_init(pn, pm, listof);//init matrix
        cout << "Введите 1 что бы вывести матрицу смежности и матрицу инцедентности" << endl;
        cout << "Введите 2 что бы вывести степень вершин графа" << endl;
        cout << "Введите 3 что бы вывести изолированные и конечные вершины графа" << endl;
        int num;
        cin.clear();
        cin >> num;
        switch (num) {
        case(1): {
            fill_sm(pn, pm, sm_matr, listof);
            fill_inc(pn, pm, inc_matr, listof);
            cout << "Введите 1 для вывода матрицы, 2 для записи в файл или 3 для выполнения 1 и 2." << endl;
            int n;
            cin.clear();
            cin >> n;
            switch (n) {
            case(1): {
                cout << "Матрица смежности:" << endl;
                show_sm_matr(pn, pm, sm_matr);
                cout << "Матрица инцедентности:" << endl;
                show_inc_matr(pn, pm, inc_matr);
                break;
            }
            case(2): {//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
                cout << "Введите расположение или название файла для результата(если находится в папке проекта) вмесме с '.txt' : ";
                cin.ignore(32767, '\n');
                string name;
                getline(cin, name);
                put_in_sm_matr(pn, pm, sm_matr, name);
                put_in_inc_matr(pn, pm, inc_matr, name);
                break;
            }
            case(3): {//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
                cout << "Введите расположение или название файла для результата(если находится в папке проекта) вмесме с '.txt' : ";
                cin.ignore(32767, '\n');
                string name;
                getline(cin, name);
                put_in_sm_matr(pn, pm, sm_matr, name);
                cout << "Матрица смежности:" << endl;
                show_sm_matr(pn, pm, sm_matr);
                break;
            }
            }
            break;
        }
        case(2): {
            //stepin vershini
            fill_inc(pn, pm, inc_matr, listof);
            int* stepin = vertex_degree_by_inc_matr(pn, pm, inc_matr);
            cout << "Введите 1 для вывода степеней вершин, 2 для записи в файл или 3 для выполнения 1 и 2." << endl;
            int numl;
            cin.clear();
            cin >> numl;
            switch (numl) {
            case(1): {
                print_vertex_degree(pn, pm, stepin);
                break;
            }
            case(2): {//!!!!!!!!!!!!!!!!!!
                cout << "Введите расположение или название файла(если находится в папке проекта) вмесме с '.txt' : ";
                cin.ignore(32767, '\n');
                string name;
                getline(cin, name);
                io_vertex_degree(pn, pm, stepin, name);
                break;
            }
            case(3): {//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
                cout << "Введите расположение или название файла(если находится в папке проекта) вмесме с '.txt' : ";
                cin.ignore(32767, '\n');
                string name;
                getline(cin, name);
                io_vertex_degree(pn, pm, stepin, name);
                print_vertex_degree(pn, pm, stepin);
                break;
            }
                   del_1d(stepin);
                   break;
            }
            break;
        }
        case(3): {
            cout << "Висячие и изолированные вершины: " << endl;
            fill_inc(pn, pm, inc_matr, listof);
            int* stepin = vertex_degree_by_inc_matr(pn, pm, inc_matr);
            discover_vertex_degree(pn, pm, stepin);
            del_1d(stepin);
            break;
        }
               break;
        }
        del_read_io(pn, pm, listof);
        del_inc_sm_matr_init(pn, pm, sm_matr);
        del_inc_sm_matr_init(pn, pm, inc_matr);
        break;
    }
 
    case(2): {//second part
        int** sm_matr = sm_matr_init(pn, pm, listof);//init matrix
        int** inc_matr = inc_matr_init(pn, pm, listof);//init matrix
        cout << "Введите 1 что бы вывести матрицу смежности и матрицу инцедентности" << endl;
        cout << "Введите 2 что бы вывести полустепени исхода и полустепени захода" << endl;
 
        //
        int num;
        cin.clear();
        cin >> num;
        switch (num) {
        case(1): {
            fill_sm_matr_2(pn, pm, sm_matr, listof);
            fill_inc_matr_2(pn, pm, inc_matr, listof);
            cout << "Введите 1 для вывода матрицы, 2 для записи в файл или 3 для выполнения 1 и 2." << endl;
            int n;
            cin.clear();
            cin >> n;
            switch (n) {
            case(1): {
                cout << "Матрица смежности:" << endl;
                show_sm_matr(pn, pm, sm_matr);
                cout << "Матрица инцедентности:" << endl;
                show_inc_matr(pn, pm, inc_matr);
                break;
            }
            case(2): {//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
                cout << "Введите расположение или название файла(если находится в папке проекта) вмесме с '.txt' : ";
                cin.ignore(32767, '\n');
                string name;
                getline(cin, name);
                put_in_sm_matr(pn, pm, sm_matr, name);
                put_in_inc_matr(pn, pm, inc_matr, name);
                break;
            }
            case(3): {//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
                cout << "Введите расположение или название файла(если находится в папке проекта) вмесме с '.txt' : ";
                cin.ignore(32767, '\n');
                string name;
                getline(cin, name);
                put_in_sm_matr(pn, pm, sm_matr, name);
                put_in_inc_matr(pn, pm, inc_matr, name);
                cout << "Матрица смежности:" << endl;
                show_sm_matr(pn, pm, sm_matr);
                cout << "Матрица инцедентности:" << endl;
                show_inc_matr(pn, pm, inc_matr);
                break;
            }
            }
            break;
        }
        case(2): {
            fill_inc_matr_2(pn, pm, inc_matr, listof);
            int* gg = exit_halfsteps(pn, pm, inc_matr, listof);
            int* ll = enter_halfsteps(pn, pm, inc_matr, listof);
            cout << "Введите 1 для вывода результата, 2 для записи в файл или 3 для выполнения 1 и 2." << endl;
            int num;
            cin.clear();
            cin >> num;
            switch (num) {
            case(1): {
                print_exit_halfsteps(pn, pm, gg);
                cout << endl;
                print_enter_halfsteps(pn, pm, ll);
            }
            case(2): {
                cout << "Введите расположение или название файла(если находится в папке проекта) вмесме с '.txt' : ";
                cin.ignore(32767, '\n');
                string name;
                getline(cin, name);
                put_in_exit_enter_halfsteps(pn, pm, gg, ll, name);
            }
            case(3): {
                cout << "Введите расположение или название файла(если находится в папке проекта) вмесме с '.txt' : ";
                cin.ignore(32767, '\n');
                string name;
                getline(cin, name);
                put_in_exit_enter_halfsteps(pn, pm, gg, ll, name);
 
                print_exit_halfsteps(pn, pm, gg);
                cout << endl;
                print_enter_halfsteps(pn, pm, ll);
            }
            }
 
            del_1d(gg);
            del_1d(ll);
            break;
        }
 
        }
        del_read_io(pn, pm, listof);
        del_inc_sm_matr_init(pn, pm, sm_matr);
        del_inc_sm_matr_init(pn, pm, inc_matr);
        //
        break;
    }
    }
}
 
int** read_io(int *pn, int *pm)
{
    ifstream file;
    cin.ignore(32767, '\n');
    string name;
    getline(cin, name); //undirected graph input.txt
    file.open(name);
    if (file.is_open() == 0) {
        cout << "Ошибка открылия файла!";
        exit(0);
    }
    else {
        cout << "Файл открыт." << endl;
        int num;
        int n, m;
        file >> n >> m;
        cout << "Количество вершин: " << n << endl;
        cout << "Количество ребер: " << m << endl;
        *pn = n;
        *pm = m;
 
        //Inin matr for io input
        int** arrl = init_io(pm);
 
        while (!file.eof()) {
            for (int i = 0; i < *pm; i++) {
                for (int j = 0; j < 2; j++) {
                    file >> num;
                    arrl[i][j] = num;
                }
            }
        }
 
        cout << "Список ребер:" << endl;
        print_io(pm, arrl); //print io
        return arrl;
    }
    file.close();
}
 
int** init_io(int* pm) {//del init io
    int** arr = new int* [*pm];
    for (int i = 0; i < *pm; i++) {
        arr[i] = new int[2];
    }
    return arr;
}
 
void print_io(int* pm, int** matrix)
{
    for (int i = 0; i < *pm; i++) {
        for (int j = 0; j < 2; j++) {
            cout << setw(4) << matrix[i][j];
        }
        cout << endl;
    }
}
 
int** sm_matr_init(int *pn, int *pm, int** matrix)
{
    int** arr = new int* [*pn];
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        arr[i] = new int[*pn];
    }
 
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        for (int j = 0; j < *pn; j++) {
            arr[i][j] = 0;
        }
    }
    return arr;
}
 
void show_sm_matr(int* pn, int* pm, int** matrix)
{
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        for (int j = 0; j < *pn; j++) {
            cout << setw(4) << matrix[i][j];
        }
        cout << endl;
    }
}
 
void put_in_sm_matr(int* pn, int* pm, int** matrix, string name) {
    ofstream file;
    file.open(name);
    if (file.is_open() == 0) {
        cout << "Ошибка открылия файла!";
        exit(0);
    }
    if (file.is_open())
    {
        file << "Матрица смежности:" << endl;
        for (int i = 0; i < *pn; i++) {
            for (int j = 0; j < *pn; j++) {
                file << setw(4) << matrix[i][j];
            }
            file << endl;
        }
        file.close();
    }
}
 
void fill_sm(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile)
{
    for (int j = 0; j < *pm; j++) {
        matrix[iofile[j][0] - 1][iofile[j][1] - 1] = 1;
    }
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        for (int h = i; h < *pn; h++) {
            matrix[h][i] = matrix[i][h];
        }
    }
}
 
int** inc_matr_init(int* pn, int* pm, int** matrix)
{
    int** arr = new int* [*pn];
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        arr[i] = new int[*pm];
    }
 
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        for (int j = 0; j < *pm; j++) {
            arr[i][j] = 0;
        }
    }
    return arr;
}
 
void show_inc_matr(int* pn, int* pm, int** matrix)
{
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        for (int j = 0; j < *pm; j++) {
            cout << setw(4) << matrix[i][j];
        }
        cout << endl;
    }
}
 
void put_in_inc_matr(int* pn, int* pm, int** matrix, string name) {
    ofstream file;
    file.open(name, std::ios::app);
    if (file.is_open() == 0) {
        cout << "Ошибка открылия файла!";
        exit(0);
    }
    if (file.is_open())
    {
        file << "Матрица инцедентности:" << endl;
        for (int i = 0; i < *pn; i++) {
            for (int j = 0; j < *pm; j++) {
                file << setw(4) << matrix[i][j];
            }
            file << endl;
        }
        file.close();
    }
}
 
void fill_inc(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile)
{
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        for (int j = 0; j < *pm; j++) {
            matrix[iofile[j][0] - 1][j] = 1;
            matrix[iofile[j][1] - 1][j] = 1;
        }
    }
}
 
int* vertex_degree_by_inc_matr(int* pn, int* pm, int** matrix)
{
    int* arr = new int[*pn];
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        int sum = 0;
        for (int j = 0; j < *pm; j++) {
            sum = sum + matrix[i][j];
        }
        arr[i] = sum;
    }
    return arr;
}
 
void print_vertex_degree(int* pn, int* pm, int* matrix) {
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        cout << "Степень вершины " << i + 1 << " равна " << matrix[i] << endl;
    }
    bool logic = 0;
    for (int i = 1; i < *pn; i++) {
        if (matrix[i] == matrix[i - 1]) {
            logic = true;
        }
        else {
            logic = false;
            break;
        }
    }
    if (logic == true) {
        cout << "Граф однородный степеня " << matrix[0];
    }
}
 
void io_vertex_degree(int* pn, int* pm, int* matrix, string name) {
    ofstream file;
    file.open(name);
    if (file.is_open() == 0) {
        cout << "Ошибка открылия файла!";
        exit(0);
    }
    if (file.is_open())
    {
        for (int i = 0; i < *pn; i++) {
            file << "Степень вершины " << i + 1 << " равна " << matrix[i] << endl;
        }
        file.close();
    }
}
 
void discover_vertex_degree(int* pn, int* pm, int* matrix)
{
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        if (matrix[i] == 0) {
            cout << i + 1 << " изолированая вершина." << endl;
        }
    }
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        if (matrix[i] == 1) {
            cout << i + 1 << " висячая вершина." << endl;
        }
    }
 
}
 
//2 part
 
void fill_inc_matr_2(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile)
{
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        for (int j = 0; j < *pm; j++) {
            matrix[iofile[j][0] - 1][j] = 1;
            matrix[iofile[j][1] - 1][j] = -1;
        }
    }
}
 
void fill_sm_matr_2(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile)
{
    for (int j = 0; j < *pm; j++) {
        matrix[iofile[j][0] - 1][iofile[j][1] - 1] = 1;
    } 
}
 
int* exit_halfsteps(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile) {
    int* arr = new int[*pn];
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        int sum = 0;
        for (int j = 0; j < *pm; j++) {
            if (matrix[i][j] == 1) {
                sum = sum + 1;
            }
        }
        arr[i] = sum;
    }
    return arr;
}
 
void print_exit_halfsteps(int* pn, int* pm, int* matrix) {
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        cout << "Наполстепень выхода вершины " << i + 1 << " равно " << matrix[i] << endl;
    }
}
 
int* enter_halfsteps(int* pn, int* pm, int** matrix, int** iofile){
    int* arr = new int[*pn];
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        int sum = 0;
        for (int j = 0; j < *pm; j++) {
            if (matrix[i][j] == -1) {
                sum = sum + 1;
            }
        }
        arr[i] = sum;
    }
    return arr;
}
 
void print_enter_halfsteps(int* pn, int* pm, int* matrix) {
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        cout << "Наполстепень захода вершины " << i + 1 << " равно " << matrix[i] << endl;
    }
}
 
void put_in_exit_enter_halfsteps(int* pn, int* pm, int* matrix, int* arr, string name)
{
    ofstream file;
    file.open(name);
    if (file.is_open() == 0) {
        cout << "Ошибка открылия файла!";
        exit(0);
    }
    if (file.is_open())
    {
        for (int i = 0; i < *pn; i++) {
            file << "Наполстепень захода вершины " << i + 1 << " равно " << matrix[i] << endl;
        }
        file << endl;
        for (int i = 0; i < *pn; i++) {
            file << "Наполстепень выхода вершины " << i + 1 << " равно " << matrix[i] << endl;
        }
        file.close();
    }
}
 
void del_1d(int* matrix)
{
    delete[] matrix;
}
 
void del_read_io(int* pn, int* pm, int** matrix)
{
    for (int i = 0; i < *pm; i++) {
        delete[] matrix[i];
    }
    delete[] matrix;
}
 
void del_inc_sm_matr_init(int* pn, int* pm, int** matrix)
{
    for (int i = 0; i < *pn; i++) {
        delete[] matrix[i];
    }
    delete[] matrix;
}