#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <fstream>
using namespace std;

#define LIMIT 10000 //反復回数の上限
#define N 101 //x軸方向の分割数
#define M 101 //y軸方向の分割数

//関数のプロトタイプ宣言
void getuij(double u[][M]);//行列式の初期値読み込み
void putuij(double u[][M]); //行列の値の出力
void iteration(double u[][M]); //1回分の反復計算
/****************************/
/*   main()関数              */
/****************************/
int main()
{
    int i;
    double u[N][M];

    getuij(u);

    //反復法の計算
    for(i=0;i<LIMIT;i++)
    {
        iteration(u);
        if((i%(LIMIT/10)==0))//途中経過をLIMIT/10回出力
        {
            cout<<"i="<<i<<"\n";
            putuij(u);
            cout<<"\n";
        }
    }
    //結果の出力
    putuij(u);
    
    return 0;
}
/********************************/
/*  iteration関数: 1回分の反復計算 */
/********************************/
void iteration(double u[][M])
{
    double u_next[N][M]; //次のステップのuij
    int i, j;

    //次のステップの値を計算
    for(i=1; i<N-1; i++)
    for(j=1; j<M-1; j++)
    u_next[i][j]=(u[i][j-1]+u[i-1][j]+u[i+1][j]+u[i][j+1])/4;
    //ujiの更新
    for(i=1; i<N-1;i++)
    for(j=1; j<M-1; j++)
    u[i][j]=u_next[i][j];
}

/******************************/
/*   putuij()関数: 行列の値の出力*/
/******************************/
void putuij(double u[][M])
{
    int i, j;
    char fout[16]="laplace.txt";
    ofstream ofs(fout);
    for(i=0; i<N; i++)
    {
        for(j=0;j<M; j++)
        ofs<< u[i][j]<<",";
        ofs<<"\n";
    }
}
/*************************************/
/*  getuij()関数: 行列式の初期値の読み込み*/
/*************************************/
void getuij(double u[][M])
{
    int i, j;
    for(i=0; i<N; i++)
    for(j=0;j<M; j++)
    {
        cin>> u[i][j];
    }
}