#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define BLACK '1'
#define WHITE '0'

char **img_alloc(int, int);
void   img_free(char **,int, int);
void   img_write(char **, int, int);
char **img_read(FILE *, int *x, int *y);
char **img_dilate(char **pbm, int x, int y);
char **img_erode(char **pbm, int x, int y);

int main(int argc, char *argv[]){
  char **pbm1, **pbm2;
  int i, ix,iy, num;
  FILE *fp;
  /* 引数の数をチェック */
  if(argc < 2 || argc > 3){
    fprintf(stderr, "Usage: %s -[ed...] [filename]\n", argv[0]);
    exit(2);
  }
  /* 第1引数 */
  if(argv[1][0] != '-'){
    fprintf(stderr, "Error: Invalid operation '%c'\n", argv[1][0]);
    fprintf(stderr, "Usage: %s -[ed...] [filename]\n", argv[0]);
    exit(3);
  }
  /* 第2引数 */
  if(argc == 3){
    fp = fopen(argv[2],"r");
    if(fp==NULL){
      fprintf(stderr, "Error: Could not open file: %s\n",argv[2]);
      exit(4);
    }
  } else {
    fp=stdin;
  }

  pbm1 = img_read(fp, &ix,&iy);
  for(i=1;i<strlen(argv[1]);i++){
    switch(argv[1][i]){
      case 'e':
        pbm2 = img_erode(pbm1, ix, iy);
      break;
      case 'd':
        pbm2 = img_dilate(pbm1, ix, iy);
      break;
      default :
      /* error */
        img_free(pbm1, ix, iy);
        fprintf(stderr, "Error: Invalid operation '%c'\n", argv[1][i]);
        exit(5);
      break;
    }
    img_free(pbm1,ix,iy);
    if(pbm2==NULL){
      fprintf(stderr,"Error: Could not allocate memory.\n");
      exit(6);
    }
    pbm1=pbm2;
  }
  img_write(pbm1,ix,iy);
  /* 画像領域の解放 */
  img_free(pbm1,ix,iy);
  return 0;
}

/********************************************/
/* 画像データ用の2次元配列確保              */
/* x, y: 確保する2次元配列の大きさ          */
/********************************************/
char **img_alloc(int x, int y) {
	char **data;
	int i, j;
	/* ２次元配列の作成 */
	data = (char **)malloc(sizeof(char *) * y);
	if (data == NULL) {
		return NULL;
	}
	for (i = 0; i<y; i++) {
		data[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * x);
		if (data[i] == NULL) break;
	}
	/* 配列確保に途中で失敗した場合、確保分(i-1までは確保できている)はfreeしてNULLを返す */
	if (i != y) {
		while(i != 0)
			free(data[--i]);
		free(data);
		return NULL;
	}
	return data;
}

void  img_free(char **pbm, int x, int y) {
/* この関数は完成している */
	int i;
	for (i = 0; i<y; i++)
		free(pbm[i]);
	free(pbm);
}

void   img_write(char **pbm, int x, int y) {
/* この関数は完成している */
	int i, j;
	/* 最初にP1とx,yの画素数を出力 */
	printf("P1\n");
	printf("%d %d\n", x, y);
	/* 実際のデータ出力 */
	for (i = 0; i < y; i++) {
		for (j = 0; j < x; j++) {
			printf("%c ", pbm[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
}

/********************************************/
/* 画像データの読み込み                     */
/* x, y: 画像データの大きさ                 */
/********************************************/
char **img_read(FILE *fp, int *x, int *y){
	int i, j, x_size, y_size;
	char **data;

  /* 最初にP1と書いていないものはデータ形式が違う */
  if (fgetc(fp) != 'P' || fgetc(fp) != '1'){
    return NULL;
  }
  /* x,yそれぞれの画素数を得る */
  fscanf(fp, "%d", &x_size);
  fscanf(fp, "%d", &y_size);

  /* ２次元配列の作成 */
  data = img_alloc(x_size,y_size);
  if(data==NULL)
    return NULL;
  /* 実際のデータ入力 */
  for (i = 0; i < y_size; i++){
    for (j = 0; j < x_size; j++){
    /* scanf入力データがおかしいかＥＯＦになった場合             */
    /* この際、" %c"とすることで空白、改行、タブなどは読み飛ばす */
      if(fscanf(fp, " %c", &data[i][j]) != 1){
        img_free(data, x_size, y_size);
        return NULL;
      }
    /* データが０／１じゃない場合 */
      if(data[i][j] != WHITE && data[i][j] != BLACK){
        img_free(data, x_size, y_size);
        return NULL;
      }
    }
  }
  /* サイズの設定 */
  *x = x_size;
  *y = y_size;
  return data;
}

char **img_filter(char **pbm, int x, int y, int erode){
  int i, j;
  char **dst;
  if(!(dst=img_alloc(x,y))){
    return NULL;
  }
  for(i=0; i<y; i++){
    for(j=0; j<x; j++){
      char pu, pd, pl, pr; /* up, down, left, right */
      if(j==  0) pl = pbm[i][j]; else pl=pbm[i][j-1];
      if(j==x-1) pr = pbm[i][j]; else pr=pbm[i][j+1];
      if(i==  0) pu = pbm[i][j]; else pu=pbm[i-1][j];
      if(i==y-1) pd = pbm[i][j]; else pd=pbm[i+1][j];
      if(erode){
        if( pr==BLACK&&pl==BLACK
          &&pu==BLACK&&pd==BLACK&&pbm[i][j]==BLACK)
            dst[i][j]=BLACK;
          else  dst[i][j]=WHITE;
      } else {
        if( pr==BLACK||pl==BLACK
          ||pu==BLACK||pd==BLACK||pbm[i][j]==BLACK)
            dst[i][j]=BLACK;
        else  dst[i][j]=WHITE;
      }
    }
  }
  return dst;
}

char **img_dilate(char **pbm, int x, int y){
  return img_filter(pbm, x, y, 0);
}

char **img_erode(char **pbm, int x, int y){
  return img_filter(pbm, x, y, 1);
}