import javax.swing.*;

public class GaussMain {
    public static void main(String[] args) {
        int i, j;
        double term;
        String input= JOptionPane.showInputDialog("Introduzca el número de incógnitas");
        int n= Integer.parseInt(input);
        
        // Crea las matrices a, b, x
        Matrix a= new Matrix(n, n);
        Matrix b= new Matrix(n, 1);
        Matrix x= new Matrix(n, 1);
        // Introduce la matriz a
        for (i = 0; i < a.getNumRows(); i++)
            for (j = 0; j < a.getNumCols(); j++) {
                input= JOptionPane.showInputDialog("Introduzca a["+i+"]["+j+"]");
                term= Double.parseDouble(input);
                a.setElement(i, j, term);
            }
        // Introduce el vector b como matriz de 1 columna
        for (i = 0; i < b.getNumRows(); i++) {
            input= JOptionPane.showInputDialog("Introduzca b["+i+"]");
            term= Double.parseDouble(input);
            b.setElement(i, 0, term);
        }
        gaussian(a, b, x);
        System.out.println("Matriz a:");
        a.print();
        System.out.println("Vector b:");
        b.print();
        System.out.println("Vector de solución x:");
        x.print();
    }

    public static void gaussian(Matrix a, Matrix b,  Matrix x) {
        int i, j, n;
        n= a.getNumRows();                      // Número de incógnitas
        Matrix q= new Matrix(n, n+1);
        for (i=0; i < n; i++) {
            for (j=0; j < n; j++)                   // Forma la matriz q
                q.setElement(i, j, a.getElement(i, j)); // q(i,j)= a(i,j)
            q.setElement(i, n, b.getElement(i, 0));     // q(i,n)= b(i,0)
        }
        forward_solve(q);                  // Realiza la eliminación gaussiana
        back_solve(q);                     // Realiza la sustitución inversa
        
        for (i=0; i<n; i++)
            x.setElement(i, 0, q.getElement(i, n));    // x(i,0)= q(i,n)
    }
    // Función de eliminación directa
    private static void forward_solve(Matrix q)
    { 
        int i, j, k, maxr, n;
        double t, pivot;
        n= q.getNumRows();
        
        for (i=0; i < n; i++) {		// Busca la fila con elemento máximo en esta
            maxr= i;			// columna, en la diagnoal o por debajo de ella
            for (j= i+1; j < n; j++)
                if (Math.abs(q.getElement(j,i)) > Math.abs(q.getElement(maxr,i)))
                    maxr= j;
            if (maxr != i)		// Si la fila no es la actual, cambia a otra
                for (k=i; k <= n; k++)
                { t= q.getElement(i,k);                     // t= q(i,k)
                  q.setElement(i,k, q.getElement(maxr, k)); // q(i,k)= q(maxr, k)
                  q.setElement(maxr, k, t);                 // q(maxr, k)= t
                }
            for (j= i+1; j <n; j++)         // Calcula la relación de pivot
            { pivot= q.getElement(j,i)/q.getElement(i,i); // q(j,i)/q(i,i)
              for (k= n; k >=i; k--)
                  q.setElement(j, k, q.getElement(j,k)-q.getElement(i,k)*pivot);
                  // q(j,k) -= q(i,k)*pivot;	// Actualiza la fila j debajo de la diagonal
            }
        }
    }
    
    private static void back_solve(Matrix q)        // Función de sustitución inversa
    {                                               // comenzando en la fila n-1
        int j, k, n;
        double t;                                   // t- temporal
        n= q.getNumRows();
        
        for (j=n-1; j >=0; j--)                     // Comienza en la última fila
        {
            t= 0.0;
            for (k= j+1; k < n; k++)                // t += q(j,k)* q(k,n)
                t += q.getElement(j,k)* q.getElement(k,n);   
            q.setElement(j, n, (q.getElement(j, n) -t)/q.getElement(j,j));
            // q(j, n)= (q(j, n) -t)/q(j,j);
        }
    }
}