1. using System;
2.  
3. namespace MatrixLibrary
4. {
5.     public class MatrixException : Exception
6.     {
7.         public MatrixException() : base() { }
8.  
9.         public MatrixException(string message) : base(message) { }
10.  
11.         public MatrixException(string message, Exception innerException) : base(message, innerException) { }
12.     }
13.  
14.     public class Matrix : ICloneable
15.     {
16.         private readonly int rows;
17.         private readonly int columns;
18.         private readonly double[,] array;
19.  
20.         public int Rows => rows;
21.  
22.         public int Columns => columns;
23.  
24.         public double[,] Array => array;
25.  
26.         public Matrix(int rows, int columns)
27.         {
28.             if (rows <= 0 || columns <= 0)
29.                 throw new ArgumentOutOfRangeException(rows <= 0 ? nameof(rows) : nameof(columns), "Matrix dimensions must be greater than zero.");
30.  
31.             this.rows = rows;
32.             this.columns = columns;
33.             this.array = new double[rows, columns];
34.         }
35.  
36.  
37.         public Matrix(double[,] array)
38.         {
39.             if (array == null)
40.                 throw new ArgumentNullException(nameof(array));
41.  
42.             this.rows = array.GetLength(0);
43.             this.columns = array.GetLength(1);
44.             this.array = array;
45.         }
46.  
47.         public double this[int row, int column]
48.         {
49.             get
50.             {
51.                 if (row < 0 || row >= rows || column < 0 || column >= columns)
52.                     throw new ArgumentException("Index is out of range.");
53.  
54.                 return array[row, column];
55.             }
56.             set
57.             {
58.                 if (row < 0 || row >= rows || column < 0 || column >= columns)
59.                     throw new ArgumentException("Index is out of range.");
60.  
61.                 array[row, column] = value;
62.             }
63.         }
64.  
65.  
66.         public object Clone()
67.         {
68.             return new Matrix((double[,])array.Clone());
69.         }
70.  
71.         public static Matrix operator +(Matrix matrix1, Matrix matrix2)
72.         {
73.             if (matrix1 == null || matrix2 == null)
74.                 throw new ArgumentNullException(matrix1 == null ? nameof(matrix1) : nameof(matrix2), "Matrix argument cannot be null.");
75.  
76.             if (matrix1.Rows != matrix2.Rows || matrix1.Columns != matrix2.Columns)
77.                 throw new MatrixException("Matrices must have the same dimensions for addition.");
78.  
79.             double[,] resultArray = new double[matrix1.Rows, matrix1.Columns];
80.             for (int i = 0; i < matrix1.Rows; i++)
81.             {
82.                 for (int j = 0; j < matrix1.Columns; j++)
83.                 {
84.                     resultArray[i, j] = matrix1[i, j] + matrix2[i, j];
85.                 }
86.             }
87.  
88.             return new Matrix(resultArray);
89.         }
90.  
91.  
92.         public static Matrix operator -(Matrix matrix1, Matrix matrix2)
93.         {
94.             if (matrix1 == null || matrix2 == null)
95.                 throw new ArgumentNullException(matrix1 == null ? nameof(matrix1) : nameof(matrix2), "Matrix argument cannot be null.");
96.  
97.             if (matrix1.Rows != matrix2.Rows || matrix1.Columns != matrix2.Columns)
98.                 throw new MatrixException("Matrices must have the same dimensions for subtraction.");
99.  
100.             double[,] resultArray = new double[matrix1.Rows, matrix1.Columns];
101.             for (int i = 0; i < matrix1.Rows; i++)
102.             {
103.                 for (int j = 0; j < matrix1.Columns; j++)
104.                 {
105.                     resultArray[i, j] = matrix1[i, j] - matrix2[i, j];
106.                 }
107.             }
108.  
109.             return new Matrix(resultArray);
110.         }
111.  
112.  
113.         public static Matrix operator *(Matrix matrix1, Matrix matrix2)
114.         {
115.             if (matrix1 == null || matrix2 == null)
116.                 throw new ArgumentNullException(matrix1 == null ? nameof(matrix1) : nameof(matrix2), "Matrix argument cannot be null.");
117.  
118.             if (matrix1.Columns != matrix2.Rows)
119.                 throw new MatrixException("Number of columns in the first matrix must be equal to the number of rows in the second matrix for multiplication.");
120.  
121.             double[,] resultArray = new double[matrix1.Rows, matrix2.Columns];
122.             for (int i = 0; i < matrix1.Rows; i++)
123.             {
124.                 for (int j = 0; j < matrix2.Columns; j++)
125.                 {
126.                     double sum = 0;
127.                     for (int k = 0; k < matrix1.Columns; k++)
128.                     {
129.                         sum += matrix1[i, k] * matrix2[k, j];
130.                     }
131.                     resultArray[i, j] = sum;
132.                 }
133.             }
134.  
135.             return new Matrix(resultArray);
136.         }
137.  
138.  
139.         public Matrix Add(Matrix matrix)
140.         {
141.             if (matrix == null)
142.                 throw new ArgumentNullException(nameof(matrix), "Matrix argument cannot be null.");
143.  
144.             return this + matrix;
145.         }
146.  
147.  
148.         public Matrix Subtract(Matrix matrix)
149.         {
150.             return this - matrix;
151.         }
152.  
153.         public Matrix Multiply(Matrix matrix)
154.         {
155.             return this * matrix;
156.         }
157.  
158.         public override bool Equals(object obj)
159.         {
160.             if (obj == null || GetType() != obj.GetType())
161.                 return false;
162.  
163.             Matrix other = (Matrix)obj;
164.             if (this.Rows != other.Rows || this.Columns != other.Columns)
165.                 return false;
166.  
167.             for (int i = 0; i < this.Rows; i++)
168.             {
169.                 for (int j = 0; j < this.Columns; j++)
170.                 {
171.                     if (this[i, j] != other[i, j])
172.                         return false;
173.                 }
174.             }
175.  
176.             return true;
177.         }
178.  
179.         public override int GetHashCode()
180.         {
181.             return base.GetHashCode();
182.         }
183.     }
184. }
185.