Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


SSL grpnames.gi   Interaktion und
Portierbarkeitunbekannt

 
Spracherkennung für: .gi vermutete Sprache: Unknown {[0] [0] [0]} [Methode: Schwerpunktbildung, einfache Gewichte, sechs Dimensionen]

#############################################################################
##
##  This file is part of GAP, a system for computational discrete algebra.
##  This file's authors include Gábor Horváth, Stefan Kohl, Markus Püschel, Sebastian Egner.
##
##  Copyright of GAP belongs to its developers, whose names are too numerous
##  to list here. Please refer to the COPYRIGHT file for details.
##
##  SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
##
##  This file contains a method for determining structure descriptions for
##  given finite groups and implementations of related functionality.
##
##  The purpose of this method is to give a human reader a rough impression
##  of the group structure -- it does neither determine the group up to
##  isomorphism (this would make the description for larger groups quite long
##  and difficult to read) nor is it usually the only ``sensible''
##  description for a given group.
##
##  The code has been translated, simplified and extended by Stefan Kohl
##  from GAP3 code written by Markus Püschel and Sebastian Egner.
##


#############################################################################
##
#M  IsTrivialNormalIntersectionInList( <L>, <U>, <V> ) . . . . generic method
##
InstallGlobalFunction( IsTrivialNormalIntersectionInList,

  function( MinNs, U, V )
    local N, g;

    for N in MinNs do
      g := First(GeneratorsOfGroup(N), g -> g<>One(N));
      if g <> fail and g in U and g in V then
        return false;
      fi;
    od;
    return true;
  end);

#############################################################################
##
#M  IsTrivialNormalIntersection( <G>, <U>, <V> ) . . . . . . . generic method
##

InstallMethod( IsTrivialNormalIntersection,
               "if minimal normal subgroups are computed", IsFamFamFam,
               [ IsGroup and HasMinimalNormalSubgroups, IsGroup, IsGroup ],

  function( G, U, V )
    local N, g;

    for N in MinimalNormalSubgroups(G) do
      g := First(GeneratorsOfGroup(N), g -> g<>One(N));
      if g <> fail and g in U and g in V then
        # found a nontrivial common element
        return false;
      fi;
    od;
    # if U and V intersect nontrivially, then their intersection must contain
    # a minimal normal subgroup, and therefore both U and V contains any of
    # its generators
    return true;
  end);

InstallMethod( IsTrivialNormalIntersection,
               "generic method", IsFamFamFam,
               [ IsGroup, IsGroup, IsGroup ],

  function( G, U, V )

    return IsTrivial(NormalIntersection(U, V));
  end);

#############################################################################
##
#M  UnionIfCanEasilySortElements( <L1>[, <L2>, ... ] ) . . . . generic method
##
InstallGlobalFunction( UnionIfCanEasilySortElements,

  function( arg )

    if ForAll(arg, CanEasilySortElements) then
      return Union(arg);
    else
      return Concatenation(arg);
    fi;
  end);

#############################################################################
##
#M  AddSetIfCanEasilySortElements( <list>[, <obj> ) . . . . . generic method
##
InstallGlobalFunction( AddSetIfCanEasilySortElements,

  function( list, obj )

    if CanEasilySortElements( list ) and IsSet( list ) then
      AddSet( list, obj );
    else
      Add( list, obj );
    fi;
  end);

#############################################################################
##
#M  NormalComplement( <G>, <N> ) . . . . . . . . . . . generic method
##
InstallMethod( NormalComplement,
               "generic method", IsIdenticalObj, [ IsGroup,  IsGroup ],

  function( G, N )

    # if <N> is trivial then the only complement is <G>
    if IsTrivial(N) then
      return G;

    # if <G> and <N> are equal then the only complement is trivial
    elif G = N  then
      return TrivialSubgroup(G);

    elif not (IsSubgroup(G, N) and IsNormal(G, N)) then
      Error("N must be a normal subgroup of G");

    else
      return NormalComplementNC(G, N);
    fi;
  end);

InstallMethod( NormalComplementNC,
               "generic method", IsIdenticalObj, [ IsGroup,  IsGroup ],

  function( G, N )

    local F,    # G/N
          DfF,  # Direct factors of F=G/N
          gF,   # element of F=G/N
          g,    # element of G corresponding to gF
          x,    # element of G
          i,    # running index
          l,    # list for storing stuff
          b,    # elements of abelian complement
          C,    # Center of G
          S,    # Subgroup of C
          r,    # RationalClass of C
          R,    # right coset
          gens, # generators of subgroup of C
          B,    # complement to N
          T,    # = [C_G(N), G] = 1 x B'
          Gf,   # = G/T = N x B/B'
          Nf,   # = NT/T
          Bf,   # abelian complement to Nf in Gf ( = B/B')
          nat,
          BfF;  # Direct factors of Bf

    # if <N> is trivial then the only complement is <G>
    if IsTrivial(N) then
      return G;

    # if <G> and <N> are equal then the only complement is trivial
    elif G = N  then
      return TrivialSubgroup(G);

    # if G/N is abelian
    elif HasAbelianFactorGroup(G, N) then
      nat:=NaturalHomomorphismByNormalSubgroupNC(G,N);
      #F := FactorGroupNC(G, N);
      F:=Image(nat,G);
      b := [];
      l := [];
      i:=0;
      for gF in IndependentGeneratorsOfAbelianGroup(F) do
        i := i+1;
        g := PreImagesRepresentative(nat, gF);
        R := RightCoset(N, g);
        # DirectFactorsOfGroup already computed Center and RationalClasses
        # when calling NormalComplement
        if HasCenter(G) and HasRationalClasses(Center(G)) then
          l := [];
          C := Center(G);
          for r in RationalClasses(C) do
            if Order(Representative(r)) = Order(gF) then
              for x in Set(r) do
                if x in R then
                  l := [x];
                  break;
                fi;
              od;
            fi;
          od;
          # Intersection(l, R) can take a long time
          l := First(l, ReturnTrue);
        # if N is big, then Center is hopefully small and fast to compute
        elif HasCenter(G) or Size(N) > Index(G, N) then
          C := Center(G);
          # it is enough to look for the Order(gF)-part of C
          gens := [];
          for x in IndependentGeneratorsOfAbelianGroup(C) do
            Add(gens, x^(Order(x)/GcdInt(Order(x), Order(gF))));
          od;
          S := SubgroupNC(C, gens);
          if Size(S) > Size(N) then
            # Intersection(S, R) can take a long time
            l := First(R, x -> Order(x) = Order(gF) and x in S);
          else
            # Intersection(C, R) can take a long time
            l := First(S, x -> Order(x) = Order(gF) and x in R);
          fi;
        # N is small, then looping through its elements might be more
        # efficient than computing the Center
        else
          l := First(R, x -> Order(x) = Order(gF)
                          and IsCentral(G, SubgroupNC(G, [x])));
        fi;
        if l <> fail then
          b[i] := l;
        else
          return fail;
        fi;
      od;
      B := SubgroupNC(G, b);
      return B;

    # if G/N is not abelian
    else
      T := CommutatorSubgroup(Centralizer(G, N), G);
      if not IsTrivial(T) and IsTrivialNormalIntersection(G, T, N) then
        #Gf := FactorGroupNC(G, T);
        #Nf := Image(NaturalHomomorphism(Gf), N);
        nat:=NaturalHomomorphismByNormalSubgroupNC(G, T);
        Gf:=Image(nat,G);
        Nf:=Image(nat,N);
        # not quite sure if this check is needed
        if HasAbelianFactorGroup(Gf, Nf) then
          Bf := NormalComplementNC(Gf, Nf);
          if Bf = fail then
            return fail;
          else
            B := PreImage(nat, Bf);
            return B;
          fi;
        else
          return fail;
        fi;
      else
        return fail;
      fi;
    fi;
  end);

#############################################################################
##
#M  DirectFactorsOfGroup( <G> ) . . . . . . . . . . . . . . .  generic method
##
InstallMethod(DirectFactorsOfGroup,
            "for direct products if normal subgroups are computed", true,
            [ IsGroup and HasDirectProductInfo and HasNormalSubgroups ], 0,

  function(G)
    local i, info, Ns, MinNs, H, Df, DfNs, DfMinNs, N, g, gs;

    Ns := NormalSubgroups(G);
    MinNs := MinimalNormalSubgroups(G);
    Df := [];
    info := DirectProductInfo(G).groups;
    for i in [1..Length(info)] do
      H := Image(Embedding(G,i),info[i]);
      DfMinNs := Filtered(MinNs, N ->IsSubset(H, N));
      if Length(DfMinNs) = 1 then
        # size of DfMinNs is an upper bound to the number of components of H
        Df := UnionIfCanEasilySortElements(Df, [H]);
      else
        DfNs := Filtered(Ns, N ->IsSubset(H, N));
        gs := [ ];
        for N in DfMinNs do
          g := First(GeneratorsOfGroup(N), g -> g<>One(N));
          if g <> fail then
            AddSetIfCanEasilySortElements(gs, g);
          fi;
        od;
        # normal subgroup containing all minimal subgroups cannot have complement in H
        DfNs := Filtered(DfNs, N -> not IsSubset(N, gs));
        Df := UnionIfCanEasilySortElements(Df,
                            DirectFactorsOfGroupFromList(H, DfNs, DfMinNs));
      fi;
    od;
    return Df;
  end);

InstallMethod(DirectFactorsOfGroup, "for direct products", true,
                      [ IsGroup and HasDirectProductInfo ], 0,

  function(G)
    local i, info, Ns;

    Ns := [];
    info := DirectProductInfo(G).groups;
    for i in [1..Length(info)] do
      Ns := UnionIfCanEasilySortElements(Ns,
                        DirectFactorsOfGroup(Image(Embedding(G,i),info[i])));
    od;
    return Ns;
  end);

InstallMethod(DirectFactorsOfGroup, "if normal subgroups are computed", true,
                      [ IsGroup and HasNormalSubgroups ], 0,

  function(G)
    local Ns, MinNs, GGd, g, N, gs;

    Ns := NormalSubgroups(G);
    MinNs := MinimalNormalSubgroups(G);

    if Length(MinNs)= 1 then
      # size of MinNs is an upper bound to the number of components
      return [ G ];
    fi;

    if IsSolvableGroup(G) then
      GGd := CommutatorFactorGroup(G);
      if IsCyclic(GGd) and IsPrimePowerInt(Size(GGd)) then
        # G is direct indecomposable, because has a unique maximal subgroup
        return [ G ];
      fi;
    else
      GGd := CommutatorFactorGroup(G);
      # if GGd is not cyclic of prime power size then there are at least two
      # maximal subgroups
      if (IsTrivial(GGd) or (IsCyclic(GGd) and IsPrimePowerInt(Size(GGd))))
        and Length(MaximalNormalSubgroups(G))= 1 then
        # size of MaximalNormalSubgroups is an upper bound to the number of
        # components
        return [ G ];
      fi;
    fi;

    gs := [ ];
    for N in MinNs do
      g := First(GeneratorsOfGroup(N), g -> g<>One(N));
      if g <> fail then
        AddSetIfCanEasilySortElements(gs, g);
      fi;
    od;
    # normal subgroup containing all minimal subgroups cannot have complement
    Ns := Filtered(Ns, N -> not IsSubset(N, gs));

    return DirectFactorsOfGroupFromList(G, Ns, MinNs);
  end);

InstallMethod(DirectFactorsOfGroup, "generic method", true,
                        [ IsGroup ], 0,
  function(G)

    local Gd,       # G'
          GGd,      # G/G'
          C,        # Center(G)
          D,        # Intersection(C, Gd)
          Ns,       # list of normal subgroups
          MinNs,    # list of minimal normal subgroups
          gs,       # list containing one generator for each MinNs
          g,        # group element
          N,        # (possible) component of G, containing g
          B;        # (possible) complement of G in N

    # for abelian groups return the canonical decomposition
    if IsTrivial(G) then
      return [G];
    elif IsAbelian(G) then
      Ns := [];
      for g in IndependentGeneratorsOfAbelianGroup(G) do
        Ns := UnionIfCanEasilySortElements(Ns, [SubgroupNC(G, [g])]);
      od;
      return Ns;
    fi;

    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;

    # the KN method performs slower in practice, only called if forced
    if ValueOption("useKN") = true then
      return DirectFactorsOfGroupByKN(G);
    fi;

    # nilpotent groups are direct products of Sylow subgroups
    if IsNilpotentGroup(G) then
      if not IsPGroup(G) then
        Ns := [ ];
        for N in SylowSystem(G) do
          Ns := UnionIfCanEasilySortElements(Ns, DirectFactorsOfGroup(N));
        od;
        return Ns;
      elif IsCyclic(Center(G)) then
        # G is direct indecomposable, because has a unique minimal subgroup
        return [ G ];
      fi;
    # nonabelian p-groups cannot have a unique maximal subgroup
    elif IsSolvableGroup(G) then
      GGd := CommutatorFactorGroup(G);
      if IsCyclic(GGd) and IsPrimePowerInt(Size(GGd)) then
        # G is direct indecomposable, because has a unique maximal subgroup
        return [ G ];
      fi;
    fi;

    # look for abelian cyclic component from the center
    C := Center(G);
    # abelian cyclic components have trivial intersection with the commutator
    Gd := DerivedSubgroup(G);
    D := Intersection(C, Gd);
    for g in RationalClasses(C) do
      N := Subgroup(C, [Representative(g)]);
      if not IsTrivial(N) and IsTrivialNormalIntersection(C, D, N) then
        B := NormalComplementNC(G, N);
        # if B is a complement to N
        if B <> fail then
          return UnionIfCanEasilySortElements( DirectFactorsOfGroup(N),
                                                  DirectFactorsOfGroup(B));
        fi;
      fi;
    od;

    # all components are nonabelian
    if IsCyclic(Gd) and IsPrimePowerInt(Size(Gd)) then
      # if A and B are two nonabelian components, then
      # A' and B' must be nontrivial
      # this can only help for some metabelian groups
      return [ G ];
    fi;

    if not IsTrivial(C) and HasAbelianFactorGroup(G, C)
      and Length(DirectFactorsOfGroup(G/C)) < 4 then
      # if A and B are two nonabelian components,
      # where A/Center(A) and B/Center(B) are abelian, then
      # A/Center(A) and B/Center(B) must have at least two components each
      return [ G ];
    fi;

    # if everything else fails, compute all normal subgroups
    Ns := NormalSubgroups(G);
    if IsNilpotentGroup(G) then
        # minimal normal subgroups are central in nilpotent groups
        MinNs := MinimalNormalSubgroups(Center(G));
    else
      # MinimalNormalSubgroups seems to compute faster after NormalSubgroups
      MinNs := MinimalNormalSubgroups(G);
    fi;

    if Length(MinNs)= 1 then
      # size of MinNs is an upper bound to the number of components
      return [ G ];
    fi;

    if not IsSolvableGroup(G) then
      GGd := CommutatorFactorGroup(G);
      # if GGd is not cyclic of prime power size then there are at least two
      # maximal subgroups
      if (IsTrivial(GGd) or (IsCyclic(GGd) and IsPrimePowerInt(Size(GGd))))
        and Length(MaximalNormalSubgroups(G))= 1 then
        # size of MaximalNormalSubgroups is an upper bound to the number of
        # components
        return [ G ];
      fi;
    fi;

    gs := [ ];
    for N in MinNs do
      g := First(GeneratorsOfGroup(N), g -> g<>One(N));
      if g <> fail then
        AddSetIfCanEasilySortElements(gs, g);
      fi;
    od;
    # normal subgroup containing all minimal subgroups cannot have complement
    Ns := Filtered(Ns, N -> not IsSubset(N, gs));

    return DirectFactorsOfGroupFromList(G, Ns, MinNs);
  end);

InstallMethod(CharacteristicFactorsOfGroup, "generic method", true,
                        [ IsGroup ], 0,
function(G)
local Ns,MinNs,sel,a,sz,j,gs,g,N;

  Ns := ShallowCopy(CharacteristicSubgroups(G));
  SortBy(Ns,Size);
  MinNs:=[];
  sel:=[2..Length(Ns)-1];
  while Length(sel)>0 do
    a:=sel[1];
    sz:=Size(Ns[a]);
    RemoveSet(sel,sel[1]);
    Add(MinNs,Ns[a]);
    for j in ShallowCopy(sel) do
      if Size(Ns[j])>sz and Size(Ns[j]) mod sz=0 and IsSubset(Ns[j],Ns[a]) then
        RemoveSet(sel,j);
      fi;
    od;
  od;

  if Length(MinNs)= 1 then
    # size of MinNs is an upper bound to the number of components
    return [ G ];
  fi;

  gs := [ ];
  for N in MinNs do
    g := First(GeneratorsOfGroup(N), g -> g<>One(N));
    if g <> fail then
      AddSetIfCanEasilySortElements(gs, g);
    fi;
  od;
  # normal subgroup containing all minimal subgroups cannot have complement
  Ns := Filtered(Ns, N -> not IsSubset(N, gs));

  return DirectFactorsOfGroupFromList(G, Ns, MinNs);
end);

InstallGlobalFunction( DirectFactorsOfGroupFromList,

  function ( G, NList, MinList )

    local g, N, gs, Ns, MinNs, NNs, MinNNs, facts, sizes, i, j, s1, s2;

    if Length(MinList)=1 then
      # size of MinList is an upper bound to the number of components
      return [ G ];
    fi;

    Ns := ShallowCopy(NList);
    MinNs := ShallowCopy(MinList);
    gs := [ ];
    for N in MinNs do
      g := First(GeneratorsOfGroup(N), g -> g<>One(N));
      if g <> fail then
        AddSetIfCanEasilySortElements(gs, g);
      fi;
    od;
    # normal subgroup containing all minimal subgroups cannot have complement
    Ns := Filtered(Ns, N -> not IsSubset(N, gs));
    sizes := List(Ns,Size);
    SortParallel(sizes,Ns);
    for s1 in Difference(Set(sizes),[Size(G),1]) do
      i := PositionSet(sizes,s1);
      s2 := Size(G)/s1;
      if s1 <= s2 then
        repeat
          if s2 > s1 then
            j := PositionSet(sizes,s2);
            if j = fail then break; fi;
          else
            j := i + 1;
          fi;
          while j <= Size(sizes) and sizes[j] = s2 do
            if IsTrivialNormalIntersectionInList(MinList,Ns[i],Ns[j]) then
            # Ns[i] is the smallest direct factor, hence direct irreducible
            # we keep from Ns only the subgroups of Ns[j] having size min. s1
              NNs := Filtered(Ns{[i..j]}, N -> Size(N) >= s1
                              and s2 mod Size(N) = 0 and IsSubset(Ns[j], N));
              MinNNs := Filtered(MinNs, N -> s2 mod Size(N) = 0
                                                and IsSubset(Ns[j], N));
              return UnionIfCanEasilySortElements( [ Ns[i] ],
                          DirectFactorsOfGroupFromList(Ns[j], NNs, MinNNs));
            fi;
            j := j + 1;
          od;
          i := i + 1;
        until i>=Size(sizes) or sizes[i] <> s1;
      fi;
    od;
    return [ G ];
  end );

InstallGlobalFunction(DirectFactorsOfGroupByKN,

  function(G)

    local Ns,       # list of some direct components
          i,        # running index
          Gd,       # derived subgroup G'
          p,        # prime
          N,        # (possible) component of G
          B,        # complement of G in N
          K,        # normal subgroup
          prodK,    # product of normal subgroups
          Z1,       # contains a (unique) component with trivial center
          g,a,b,    # elements of G
          C,        # Center(G)
          D,        # Intersection(C, Gd)
          Cl,       # all conjugacy classes of G
          Clf,      # filtered list of conjugacy classes of G
          c1,c2,c3, # conjugacy class of G
          com,      # true if c1 and c2 commute, false otherwise
          prod,     # product of c1 and c2
          RedCl,    # reducible conjugacy classes of G
          IrrCl,    # irreducible conjugacy classes of G
          preedges, # pre-edges of the non-commuting graph
          edges,    # final edges of the non-commuting graph
          e,        # one edge of the non-commuting graph
          comp,     # components of the non-commuting graph
          DfZ1,     # nonabelian direct factors of Z1
          S1;       # index set corresponding to first component

    # for abelian groups return the canonical decomposition
    if IsTrivial(G) then
      return [G];
    elif IsAbelian(G) then
      Ns := [];
      for g in IndependentGeneratorsOfAbelianGroup(G) do
        Ns := UnionIfCanEasilySortElements(Ns, [SubgroupNC(G, [g])]);
      od;
      return Ns;
    fi;

    # look for abelian cyclic component from the center
    C := Center(G);
    # abelian cyclic components have trivial intersection with the commutator
    Gd := DerivedSubgroup(G);
    D := Intersection(C, Gd);
    for g in RationalClasses(C) do
      N := Subgroup(C, [Representative(g)]);
      if not IsTrivial(N) and IsTrivialNormalIntersection(C, D, N) then
        B := NormalComplementNC(G, N);
        # if B is a complement to N
        if B <> fail then
          return UnionIfCanEasilySortElements( DirectFactorsOfGroup(N),
                                                    DirectFactorsOfGroup(B));
        fi;
      fi;
    od;

    # all components are nonabelian
    # !!! this can (and should) be made more efficient later !!!
    # instead of conjugacy classes we should calculate by normal subgroups
    # generated by 1 element
    Cl := Set(ConjugacyClasses(G));
    RedCl := Set(Filtered(Cl, x -> Size(x) = 1));
    Clf := Difference(Cl, RedCl);
    preedges := [];
    for c1 in Clf do
      for c2 in Clf do
        com := true;
        prod := [];
        if c1 <> c2 then
          for a in c1 do
            for b in c2 do
              g := a*b;
              if g<>b*a then
                com := false;
                AddSetIfCanEasilySortElements(preedges, [c1, c2]);
                break;
              else
                AddSetIfCanEasilySortElements(prod, g);
              fi;
            od;
            if not com then
              break;
            fi;
          od;
          if com and Size(prod) = Size(c1)*Size(c2) then
            a := Representative(c1);
            b := Representative(c2);
            c3 := ConjugacyClass(G, a*b);
            if Size(c3)=Size(prod) then
              AddSetIfCanEasilySortElements(RedCl, c3);
            fi;
          fi;
        fi;
      od;
    od;
    IrrCl := Difference(Clf, RedCl);

    # need to remove edges corresponding to reducible classes
    edges := ShallowCopy(preedges);
    for e in preedges do
      if Intersection(e, RedCl) <> [] then
        RemoveSet(edges, e);
      fi;
    od;

    # now we create the graph components of the irreducible class graph
    # as an equivalence relation
    # this is not compatible with and not using the grape package
    comp := EquivalenceRelationPartition(
              EquivalenceRelationByPairsNC(IrrCl, edges));

    # replace classes in comp by their representatives
    comp := List(comp, x-> Set(x, Representative));

    # now replace every list by their generated normal subgroup
    Ns := List(comp, x-> NormalClosure(G, SubgroupNC(G, x)));
    Ns := UnionIfCanEasilySortElements(Ns);
    if IsTrivial(C) or Size(Ns)=1 then
      return Ns;
    fi;

    # look for the possible direct components from Ns
    # partition to two sets, consider both
    for S1 in IteratorOfCombinations(Ns) do
      if S1 <> [] and S1<>Ns then
        prodK := TrivialSubgroup(G);
        for K in S1 do
          prodK := ClosureGroup(prodK, K);
        od;
        Z1 := Centralizer(G, prodK);
        # Z1 is nonabelian <==> contains a nonabelian factor
        if not IsAbelian(Z1) then
          N := First(DirectFactorsOfGroupByKN(Z1), x-> not IsAbelian(x));
          # not sure if IsNormal(G, N) should be checked

          # this certainly can be done better,
          # because we basically know all possible normal subgroups
          # but it suffices for now
          B := NormalComplement(G, N);
          if B <> fail then
            # N is direct indecomposable by construction
            return UnionIfCanEasilySortElements([N],
                                                  DirectFactorsOfGroupByKN(B));
          fi;
        fi;
      fi;
    od;

    # if no direct component is found
    return [ G ];
  end);


#############################################################################
##
#M  SemidirectDecompositions( <G> ) . . . . . . . . . . . . .  generic method
##
InstallGlobalFunction(SemidirectDecompositionsOfFiniteGroup, function( arg )

  local  G, Ns, fullNs, method, NHs, i, N, H, NH; #, sizes;

  method := "all";
  if Length(arg) = 1 and IsGroup(arg[1]) then
    G := arg[1];
    fullNs := true;
  elif Length(arg) = 2 and IsGroup(arg[1]) and arg[2] in ["all",
                                                          "any", "str"] then
    G := arg[1];
    method := arg[2];
    fullNs := true;
  elif Length(arg) = 2 and IsGroup(arg[1]) and IsList(arg[2])
      and ForAll( Set(arg[2]), N ->
                              IsSubgroup(arg[1], N) and IsNormal(arg[1], N))
      then
    G := arg[1];
    Ns := ShallowCopy(arg[2]);
    fullNs := false;
  elif Length(arg) = 3 and IsGroup(arg[1]) and IsList(arg[2])
      and ForAll( Set(arg[2]), N ->
                              IsSubgroup(arg[1], N) and IsNormal(arg[1], N))
      and arg[3] in ["all", "any", "str"] then
    G := arg[1];
    Ns := ShallowCopy(arg[2]);
    method := arg[3];
    fullNs := false;
  else
    Error("usage: SemidirectDecompositionsOfFiniteGroup(<G> [, <Ns>] [, <mthd>])");
  fi;

  if HasSemidirectDecompositions(G) then
    NHs := [ ];
    for NH in SemidirectDecompositions(G) do
      N := NH[1];
      H := NH[2];
      if method in [ "any", "str" ] and not IsTrivial(N)
        and not IsTrivial(H) and
        ( not IsBound(Ns) or N in Ns ) then
        return [ N, H ];
      elif method="all" and
        ( not IsBound(Ns) or N in Ns ) then
        AddSetIfCanEasilySortElements(NHs, [ N, H ]);
      fi;
    od;
    if method in [ "any", "str" ] then
      return fail;
    elif method = "all" then
      return NHs;
    fi;
  fi;

  if method in [ "any", "str" ] then
    if HasSemidirectProductInfo(G) then
      N := Image(Embedding(G, 2));
      H := Image(Embedding(G, 1));
      if not IsTrivial(N) and not IsTrivial(H) and
        ( not IsBound(Ns) or N in Ns ) then
        return [ N, H ];
      fi;
    fi;
    N := NormalHallSubgroupsFromSylows(G, "any");
    if N <> fail then
      # by the Schur-Zassenhaus theorem there must exist a complement
      if method = "any" then
        H := ComplementClassesRepresentatives(G, N)[1];
        return [ N, H ];
      # only the isomorphism type of the complement is interesting
      elif method = "str" then
        Assert(1, Length( ComplementClassesRepresentatives(G, N) ) > 0);
        return [ N, G/N ];
      fi;
    fi;
  fi;

  # simple groups have no nontrivial normal subgroups
  if IsSimpleGroup(G) then
    if method in [ "any", "str" ] then
      return fail;
    elif method = "all" then
      return [ [TrivialSubgroup(G), G], [G, TrivialSubgroup(G)] ];
    fi;
  fi;

  if not IsBound(Ns) then
    Ns := ShallowCopy(NormalSubgroups(G));
  fi;
# does not seem to make things faster
#  if method in [ "any", "str" ] then
#    sizes := List(Ns, Size);
#    SortParallel(sizes, Ns);
#    Ns := Reversed(Ns);
#  fi;

  NHs := [ ];
  for N in Ns do
    if not IsSolvableGroup(N) and not HasSolvableFactorGroup(G, N) then
      # compute subgroup lattice, currently no other method for complement
      ConjugacyClassesSubgroups(G);;
    fi;
    H := ComplementClassesRepresentatives(G, N);
    if Length(H)>0 then
      if method in ["any", "str"] and not IsTrivial(N)
                                  and not IsTrivial(H[1]) then
        return [ N, H[1] ];
      else
        for i in [1..Length(H)] do
          AddSetIfCanEasilySortElements( NHs, [ N, H[i] ] );
        od;
      fi;
    fi;
  od;
  if method in [ "any", "str" ] then
    # no nontrivial decompositions exist
    if fullNs then
      SetSemidirectDecompositions(G,
                      [ [TrivialSubgroup(G), G], [G, TrivialSubgroup(G)] ]);
    fi;
    return fail;
  else
    if fullNs then
      SetSemidirectDecompositions(G, NHs);
    fi;
    return NHs;
  fi;
end);

InstallMethod( SemidirectDecompositions,
               "generic method", true, [ IsGroup and IsFinite ], 0,

  function( G )
    return SemidirectDecompositionsOfFiniteGroup(G);
  end );

RedispatchOnCondition( SemidirectDecompositions, true,
    [ IsGroup ],
    [ IsFinite ], 0);

#############################################################################
##
#M  DecompositionTypesOfGroup( <G> ) . . . . . . . . . . . . . generic method
##
InstallMethod( DecompositionTypesOfGroup,
               "generic method", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )

    local  AG, a,  # abelian invariants; an invariant
           CS,     # conjugacy classes of non-(1-or-G) subgroups
           H,      # a subgroup (possibly normal)
           N,      # a normal subgroup
           T,      # an isom. type
           TH, tH, # isom. types for H, a type
           TN, tN, # isom. types for N, a type
           DTypes; # the decomposition types

    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;

    DTypes := [ ];

    # abelian special case
    if IsAbelian(G) then
      AG := AbelianInvariants(G);
      if Length(AG) = 1 then DTypes := Set([AG[1]]); else
        T := ["x"];
        for a in AG do Add(T,a); od;
        DTypes := Set([T]);
      fi;
      return DTypes;
    fi;

    # brute force enumeration
    CS  := ConjugacyClassesSubgroups( G );
    CS  := CS{[2..Length(CS)-1]};
    for N in Filtered(List(Reversed(CS),Representative),
                      N -> IsNormal(G,N)) do
      for H in List(CS, Representative) do # Lemma1 (`SemidirectFactors...')
        if    Size(H)*Size(N) = Size(G)
          and IsTrivial(NormalIntersection(N,H))
        then
          # recursion (exponentially) on (semi-)factors
          TH := DecompositionTypesOfGroup(H);
          TN := DecompositionTypesOfGroup(N);
          if IsNormal(G,H)
          then
            # non-trivial G = H x N
            for tH in TH do
              for tN in TN do
                T := [ ];
                if   IsList(tH) and tH[1] = "x"
                then Append(T,tH{[2..Length(tH)]});
                else Add(T,tH); fi;
                if   IsList(tN) and tN[1] = "x"
                then Append(T,tN{[2..Length(tN)]});
                else Add(T,tN); fi;
                Sort(T);
                AddSet(DTypes,Concatenation(["x"],T));
              od;
            od;
          else
            # non-direct, non-trivial G = H semidirect N
            for tH in TH do
              for tN in TN do
                AddSet(DTypes,[":",tH,tN]);
              od;
            od;
          fi;
        fi;
      od;
    od;

    # default: a non-split extension
    if Length(DTypes) = 0 then DTypes := Set([["non-split",Size(G)]]); fi;

    return DTypes;
  end );

#############################################################################
##
#M  IsDihedralGroup( <G> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . generic method
##

BindGlobal( "DoComputeDihedralGenerators", function(G)
    local  Zn, G1, T, n, t, s, i;

    if Size(G) mod 2 <> 0 then return fail; fi;
    n := Size(G)/2;

    # find a normal subgroup of G of type Zn
    if n mod 2 <> 0 then
      # G = < s, t | s^n = t^2 = 1, s^t = s^-1 >
      # ==> Comm(s, t) = s^-1 t s t = s^-2 ==> G' = < s^2 > = < s >
      Zn := DerivedSubgroup(G);
      if not ( IsCyclic(Zn) and Size(Zn) = n ) then return fail; fi;
    else # n mod 2 = 0
      # G = < s, t | s^n = t^2 = 1, s^t = s^-1 >
      # ==> Comm(s, t) = s^-1 t s t = s^-2 ==> G' = < s^2 >
      G1 := DerivedSubgroup(G);
      if not ( IsCyclic(G1) and Size(G1) = n/2 ) then return fail; fi;
      # G/G1 = {1*G1, t*G1, s*G1, t*s*G1}
      T := RightTransversal(G,G1);
      i := 1;
      repeat
        Zn := ClosureGroup(G1,T[i]);
        i  := i + 1;
      until i > 4 or ( IsCyclic(Zn) and Size(Zn) = n );
      if not ( IsCyclic(Zn) and Size(Zn) = n ) then return fail; fi;
    fi; # now Zn is normal in G and Zn = < s | s^n = 1 >

    # choose t in G\Zn and check dihedral structure
    repeat t := Random(G); until not t in Zn;
    if not (Order(t) = 2 and ForAll(GeneratorsOfGroup(Zn),s->t*s*t*s=s^0))
    then return fail; fi;

    # choose generator s of Zn
    repeat s := Random(Zn); until Order(s) = n;
    return [t,s];
end );

InstallMethod( IsDihedralGroup,
               "for a group",
               true,
               [ IsGroup and IsFinite ], 0,
function(G)
    local gens;

    gens := DoComputeDihedralGenerators(G);
    if gens = fail then
        return false;
    else
        SetDihedralGenerators(G, gens);
    fi;
    return true;
end);

InstallMethod( DihedralGenerators,
               "for a group",
               [ IsGroup and IsFinite ],
function(G)
    local gens;

    gens := DoComputeDihedralGenerators(G);
    SetIsDihedralGroup(G, gens <> fail);
    if gens = fail then
        ErrorNoReturn("G is not a dihedral group");
    fi;
    return gens;
end);

#############################################################################
##
#M  IsDicyclicGroup( <G> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . generic method
#M  IsGeneralizedQuaternionGroup( <G> )  . . . . . . . . . . . generic method
##
BindGlobal( "DoComputeDicyclicGenerators", function(G)
    local  N,    # size of G
           n,    # N/2
           a,    # N/4
           G1,   # derived subgroup of G
           T,    # transversal of G/G1
           i,    # counter
           Zn,   # cyclic normal subgroup of index 2 in G
           t, s, # canonical generators of the dicyclic group
           gens;

    N := Size(G);
    if N mod 4 <> 0 then return fail; fi;
    n := N/2;
    a := n/2;

    # G = <t, s | s^(2a) = 1, t^2 = s^a, s^t = s^-1>
    # ==> Comm(s, t) = s^-1 t s t = s^-2 ==> G' = < s^2 >
    G1 := DerivedSubgroup(G);
    if not ( IsCyclic(G1) and Size(G1) = a ) then return fail; fi;

    # find a normal subgroup of G of type Zn
    # G/G1 = {1*G1, t*G1, s*G1, t*s*G1}
    T := RightTransversal(G, G1);
    i := 1;
    repeat
      Zn := ClosureGroup(G1,T[i]);
      i  := i + 1;
    until i > 4 or ( IsCyclic(Zn) and Size(Zn) = n );
    if not ( IsCyclic(Zn) and Size(Zn) = n ) then return fail; fi;

    # now Zn is normal in G and Zn = < s | s^n = 1 >
    # choose t in G\Zn and check quaternion structure
    repeat t := Random(G); until not t in Zn;
    if not (Order(t) = 4 and ForAll(GeneratorsOfGroup(Zn), s->s^t*s = s^0))
    then return fail; fi;

    # choose generator s of Zn
    repeat s := Random(Zn); until Order(s) = n;
    gens:= [ t, s ];
    SetDicyclicGenerators( G, gens );
    return gens;
end );

BindGlobal( "DoComputeGeneralisedQuaternionGenerators",
    function( G )
    local N, gens;

    N:= Size( G );
    if not ( IsEvenInt( N ) and IsPrimePowerInt( N ) and N >= 8 ) then
      return fail;
    elif HasDicyclicGenerators( G ) then
      return DicyclicGenerators( G );
    fi;
    gens:= DoComputeDicyclicGenerators( G );
    if gens <> fail then
      SetGeneralisedQuaternionGenerators( G, gens );
    fi;
    return gens;
    end );

InstallMethod( IsDicyclicGroup,
    "for a finite group",
    [ IsGroup and IsFinite ],
    G -> DoComputeDicyclicGenerators( G ) <> fail );

InstallMethod( IsGeneralisedQuaternionGroup,
    "for a finite group",
    [ IsGroup and IsFinite ],
    G -> DoComputeGeneralisedQuaternionGenerators( G ) <> fail );

InstallMethod( DicyclicGenerators,
    "for a finite group",
    [ IsGroup and IsFinite ],
    function(G)
    local gens;

    gens:= DoComputeDicyclicGenerators(G);
    SetIsDicyclicGroup( G, gens <> fail );
    if gens = fail then
      ErrorNoReturn( "G is not a dicyclic group");
    fi;
    return gens;
    end);

InstallMethod( GeneralisedQuaternionGenerators,
    "for a finite group",
    [ IsGroup and IsFinite ],
function(G)
    local gens;

    gens := DoComputeGeneralisedQuaternionGenerators(G);
    SetIsGeneralisedQuaternionGroup(G, gens <> fail);
    if gens = fail then
        ErrorNoReturn("G is not a generalised quaternion group");
    fi;
    return gens;
end);


#############################################################################
##
#M  IsQuasiDihedralGroup( <G> ) . . . . . . . . . . . . . . .  generic method
##
InstallMethod( IsQuasiDihedralGroup,
               "generic method", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )

    local  N,    # size of G
           k,    # ld(N)
           n,    # N/2
           G1,   # derived subgroup of G
           Zn,   # cyclic normal subgroup of index 2 in G
           T,    # transversal of G/G1
           t, s, # canonical generators of the quasidihedral group
           i;    # counter

    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;

    N := Size(G);
    k := LogInt(N, 2);
    if not( 2^k = N and k >= 4 ) then return false; fi;
    n := N/2;

    # G = <t, s | s^(2^n) = t^2 = 1, s^t = s^(-1 + 2^(n-1))>.
    # ==> Comm(s, t) = s^-1 t s t = s^(-2+2^(n-1))
    # ==> G' = < s^(-2+2^(n-1)) >, |G'| = n/2.
    G1 := DerivedSubgroup(G);
    if not ( IsCyclic(G1) and Size(G1) = n/2 ) then return false; fi;

    # find a normal subgroup of G of type Zn
    # G/G1 = {1*G1, t*G1, s*G1, t*s*G1}
    T := RightTransversal(G, G1);
    i := 1;
    repeat
      Zn := ClosureGroup(G1,T[i]);
      i  := i + 1;
    until i > 4 or ( IsCyclic(Zn) and Size(Zn) = n );
    if not ( IsCyclic(Zn) and Size(Zn) = n ) then return false; fi;

    # now Zn is normal in G and Zn = < s | s^n = 1 >
    # now remain only the possibilities for the structure:
    #   dihedral, quaternion, quasidihedral
    repeat t := Random(G); until not t in Zn;

    # detect cases: dihedral, quaternion
    if   ForAll(GeneratorsOfGroup(Zn), s -> s^t*s = s^0)
    then return false; fi;

    # choose t in Zn of order 2
    repeat
      t := Random(G);
    until not( t in Zn and Order(t) = 2 ); # prob = 1/4

    # choose generator s of Zn
    repeat s := Random(Zn); until Order(s) = n;

    SetQuasiDihedralGenerators(G,[t,s]);
    return true;
  end );

#############################################################################
##
#M  IsAlternatingGroup( <G> ) . . . . . . . . . . . . . . . .  generic method
##
##  This method additionally sets the attribute `AlternatingDegree' in case
##  <G> is isomorphic to a natural alternating group.
##
InstallMethod( IsAlternatingGroup,
               "generic method", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )

    local  n, ids, info;

    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;

    if IsNaturalAlternatingGroup(G) then return true;fi;
    if Size(G) < 60 then
      if Size(G) = 1 then
        SetAlternatingDegree(G,0); return true;
      elif Size(G) = 3 then
        SetAlternatingDegree(G,3); return true;
      elif Size(G) = 12 and IdGroup(G) = [ 12, 3 ] then
        SetAlternatingDegree(G,4); return true;
      else return false; fi;
    fi;

    if not IsSimpleGroup(G) then return false; fi;

    info := IsomorphismTypeInfoFiniteSimpleGroup(G);
    if   info.series = "A"
    then SetAlternatingDegree(G,info.parameter); return true;
    else return false; fi;
  end );

#############################################################################
##
#M  AlternatingDegree( <G> ) generic method, dispatch to `IsAlternatingGroup'
##
InstallMethod( AlternatingDegree,
               "generic method, dispatch to `IsAlternatingGroup'",
               true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;
    if IsNaturalAlternatingGroup(G) then return DegreeAction(G); fi;
    if not IsAlternatingGroup(G) then return fail; fi;
    if HasAlternatingDegree(G) then return AlternatingDegree(G); fi;

    if Size(G) = 1 then return 0;
    elif Size(G) = 3 then return 3;
    elif Size(G) = 12 then return 4;
    else return IsomorphismTypeInfoFiniteSimpleGroup(G).parameter;
    fi;
  end );

#############################################################################
##
#M  IsNaturalAlternatingGroup( <G> ) . . . . . . .  for non-permutation group
##
InstallOtherMethod( IsNaturalAlternatingGroup, "for non-permutation group",
                    true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;
    if not IsPermGroup(G) then return false; else TryNextMethod(); fi;
  end );

#############################################################################
##
#M  IsSymmetricGroup( <G> ) . . . . . . . . . . . . . . . . .  generic method
##
##  This method additionally sets the attribute `SymmetricDegree' in case
##  <G> is isomorphic to a natural symmetric group.
##
InstallMethod( IsSymmetricGroup,
               "generic method", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )

    local  G1;

    if IsNaturalSymmetricGroup(G) then return true;fi;
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;

    # special treatment of small cases
    if Size(G)<=2 then SetSymmetricDegree(G,Size(G)); return true;
    elif Size(G)=6 and not IsAbelian(G) then
      SetSymmetricDegree(G,3);
      return true;
    fi;

    G1 := DerivedSubgroup(G);
    if   not (IsAlternatingGroup(G1) and Index(G,G1) = 2)
      # this requires deg>=4
      or not IsTrivial(Centralizer(G,G1))
      or Size(G) = 720 and IdGroup(G) <> [ 720, 763 ]
    then return false; fi;
    SetSymmetricDegree(G,AlternatingDegree(G1));
    return true;
  end );

#############################################################################
##
#M  IsNaturalSymmetricGroup( <G> ) . . . . . . . .  for non-permutation group
##
InstallOtherMethod( IsNaturalSymmetricGroup, "for non-permutation group",
                    true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;
    if not IsPermGroup(G) then return false; else TryNextMethod(); fi;
  end );

#############################################################################
##
#M  SymmetricDegree( <G> ) . . generic method, dispatch to `IsSymmetricGroup'
##
InstallMethod( SymmetricDegree,
               "generic method, dispatch to `IsSymmetricGroup'",
               true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;
    if IsNaturalSymmetricGroup(G) then return DegreeAction(G); fi;
    if not IsSymmetricGroup(G) then return fail; fi;
    # calling IsSymmetricGroup may have computed the SymmetricDegree
    if HasSymmetricDegree(G) then return SymmetricDegree(G); fi;

    # special treatment of small cases
    if Size(G)<=2 then
      return Size(G);
    elif Size(G)=6 then
      return 3;
    fi;
    return AlternatingDegree(DerivedSubgroup(G));
  end );

#############################################################################
##
#F  SizeGL(  <n>, <q> )
##
InstallGlobalFunction( SizeGL,

  function ( n, q )

    local N, qn, k;

    N  := 1;
    qn := q^n;
    for k in [0..n-1] do
      N := N * (qn - q^k);
    od;
    return N;
  end );

#############################################################################
##
#F  SizeSL(  <n>, <q> )
##
InstallGlobalFunction( SizeSL,

  function ( n, q )

    local N, qn, k;

    N  := 1;
    qn := q^n;
    for k in [0..n-1] do
      N := N * (qn - q^k);
    od;
    return N/(q - 1);
  end );

#############################################################################
##
#F  SizePSL(  <n>, <q> )
##
InstallGlobalFunction( SizePSL,

  function ( n, q )

    local N, qn, k;

    N  := 1;
    qn := q^n;
    for k in [0..n-1] do
      N := N * (qn - q^k);
    od;
    return N/((q - 1)*(Gcd(n, q - 1)));
  end );

#############################################################################
##
#F  LinearGroupParameters(  <N>  )
##
InstallGlobalFunction( LinearGroupParameters,

  function ( N )

    local  npeGL,      # list of possible [n, p, e] for a GL
           npeSL,      # list of possible [n, p, e] for a SL
           npePSL,     # list of possible [n, p, e] for a PSL
           n, p, e,    # N = Size(GL(n, p^e))
           pe, p2, ep, # p^ep is maximal prime power divisor of N
           e2,         # a divisor of ep
           x, r, G;    # temporaries

    if not IsPosInt(N) then Error("<N> must be positive integer"); fi;

    # Formeln:
    # |GL(n, q)|  = Product(q^n - q^k : k in [0..n-1])
    # |SL(n, q)|  = |GL(n, q)| / (q - 1)
    # |PSL(n, q)| = |SL(n, q)| / gcd(n, q - 1)
    #   mit q = p^e f"ur p prim, e >= 1, n >= 1.

    # Betrachte N = |GL(n,q)|. Dann gilt f"ur n >= 2
    #   (1) nu_p(N) = e * Binomial(n,2) und
    #   (2) (q - 1)^n teilt N.
    npeGL := [ ]; npeSL := [ ]; npePSL := [ ];
    if N = 1 then
      return rec( npeGL := npeGL, npeSL := npeSL, npePSL := npePSL );
    fi;
    for pe in Collected(Factors(N)) do
      p  := pe[1];
      ep := pe[2];

      # find e, n such that (1) e*Binomial(n,2) = ep
      for e in DivisorsInt(ep) do

        # find n such that Binomial(n, 2) = ep/e
        # <==> 8 ep/e + 1 = (2 n - 1)^2
        x := 8*ep/e + 1;
        r := RootInt(x, 2);
        if r^2 = x then
          n := (r + 1)/2;

          # decide it
          G := SizeGL(n, p^e);
          if N = G then Add(npeGL,[n, p, e]); fi;
          if N = G/(p^e - 1) then Add(npeSL, [n, p, e]); fi;
          if N = G/((p^e - 1)*GcdInt(p^e - 1, n)) then
            Add(npePSL, [n, p, e]);
          fi;
        fi;
      od;
    od;
    return rec( npeGL := npeGL, npeSL := npeSL, npePSL := npePSL );
  end );

#############################################################################
##
#M  IsPSL( <G> )
##
InstallMethod( IsPSL,
               "generic method for finite groups", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )

    local  npes, npe;  # list of possible PSL-parameters

    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;

    if Size(G)>12 and not IsSimpleGroup(G) then
      return false;
    fi;

    # check if G has appropriate size
    npes := LinearGroupParameters(Size(G)).npePSL;
    if Length(npes) = 0 then return false; fi;

    # more than one npe-triple should only
    # occur in the cases |G| in [60, 168, 20160]
    if   Length(npes) > 1 and not( Size(G) in [60, 168, 20160] )
    then Error("algebraic panic! probably npe does not work"); fi;

    # set the parameters
    npe := npes[1];

    # catch the cases:
    #   PSL(2, 2) ~= S3, PSL(2, 3) ~= A4,
    # in which the PSL is not simple

    # PSL(2, 2)
    if npes[1] = [2, 2, 1] then
      if IsAbelian(G) then return false; fi;
      SetParametersOfGroupViewedAsPSL(G,npe); return true;

    # PSL(2, 3)
    elif npes[1] = [2, 3, 1] then
      if Size(DerivedSubgroup(G)) <> 4 then return false; fi;
      SetParametersOfGroupViewedAsPSL(G,npe); return true;

   # PSL(3, 4) / PSL(4, 2)
    elif npes = [ [ 4, 2, 1 ], [ 3, 2, 2 ] ] then
      if   IdGroup(SylowSubgroup(G,2)) = [64,138] then npe := npes[1];
      elif IdGroup(SylowSubgroup(G,2)) = [64,242] then npe := npes[2]; fi;
      SetParametersOfGroupViewedAsPSL(G,npe); return true;

    # other cases
    else
      if not IsSimpleGroup(G) then return false; fi;
      SetParametersOfGroupViewedAsPSL(G,npe); return true;
    fi;
  end );

#############################################################################
##
#M  PSLDegree( <G> ) . . . . . . . . . . . . generic method for finite groups
##
InstallMethod( PSLDegree,
               "generic method for finite groups", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;
    if not IsPSL(G) then return fail; fi;
    return ParametersOfGroupViewedAsPSL(G)[1];
  end );

#############################################################################
##
#M  PSLUnderlyingField( <G> ) . . . . . . .  generic method for finite groups
##
InstallMethod( PSLUnderlyingField,
               "generic method for finite groups", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;
    if not IsPSL(G) then return fail; fi;
    return GF(ParametersOfGroupViewedAsPSL(G)[2]^ParametersOfGroupViewedAsPSL(G)[3]);
  end );

#############################################################################
##
#M  IsSL( <G> ) . . . . . . . . . . . . . .  generic method for finite groups
##
InstallMethod( IsSL,
               "generic method for finite groups", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )

    local  npes,  # list of possible SL-parameters
           C;     # centre of G

    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;

    # check if G has appropriate size
    npes := LinearGroupParameters(Size(G)).npeSL;
    if Length(npes) = 0 then return false; fi;

    # more than one npe-triple should never occur
    if Length(npes) > 1 then
      Error("algebraic panic! this should not occur");
    fi;
    npes := npes[1];

    # catch the cases:
    #   SL(2, 2) ~= S3, SL(2, 3)
    # in which the corresponding FactorGroup PSL is not simple

    # SL(2, 2)
    if npes = [2, 2, 1] then
      if IsAbelian(G) then return false; fi;
      SetParametersOfGroupViewedAsSL(G,npes); return true;

    # SL(2, 3)
    elif npes = [2, 3, 1] then
      if Size(DerivedSubgroup(G)) <> 8 then return false; fi;
      SetParametersOfGroupViewedAsSL(G,npes); return true;

    # other cases, in which the contained PSL is simple
    else

      # calculate the centre C of G, which should have the
      # size gcd(n, p^e - 1), and if so, check if G/C (which
      # should be the corresponding PSL) is simple
      C := Centre(G);
      if   Size(C) <> Gcd(npes[1],npes[2]^npes[3] - 1)
        or not IsSimpleGroup(G/C)
        or Size(G)/2 in List(NormalSubgroups(G),Size)
      then return false; fi;
     if   IsomorphismGroups(G,SL(npes[1],npes[2]^npes[3])) = fail
     then return false; fi;
     SetParametersOfGroupViewedAsSL(G,npes); return true;
    fi;
  end );

#############################################################################
##
#M  SLDegree( <G> ) . . . . . . . . . . . .  generic method for finite groups
##
InstallMethod( SLDegree,
               "generic method for finite groups", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;
    if not IsSL(G) then return fail; fi;
    if   HasIsNaturalSL(G) and IsNaturalSL(G)
    then return DimensionOfMatrixGroup(G); fi;
    return ParametersOfGroupViewedAsSL(G)[1];
  end );

#############################################################################
##
#M  SLUnderlyingField( <G> ) . . . . . . . . generic method for finite groups
##
InstallMethod( SLUnderlyingField,
               "generic method for finite groups", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;
    if not IsSL(G) then return fail; fi;
    if   HasIsNaturalSL(G) and IsNaturalSL(G)
    then return FieldOfMatrixGroup(G); fi;
    return GF(ParametersOfGroupViewedAsSL(G)[2]^ParametersOfGroupViewedAsSL(G)[3]);
  end );

#############################################################################
##
#M  IsGL( <G> )
##
InstallMethod( IsGL,
               "generic method for finite groups", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )

    local  npes,  # list of possible GL-parameters
           G1,    # derived subgroup of G
           C1;    # centre of G1

    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;

    # check if G has appropriate size
    npes := LinearGroupParameters(Size(G)).npeGL;
    if Length(npes) = 0 then return false; fi;

    # more than one npe-triple should never occur
    if Length(npes) > 1 then
      Error("algebraic panic! this should not occur");
    fi;
    npes := npes[1];

    # catch the cases:
    #   GL(2, 2) ~= S3, GL(2, 3)
    # in which the contained group PSL is not simple

    # GL(2, 2)
    if npes = [2, 2, 1] then
      if IsAbelian(G) then return false; fi;
      SetParametersOfGroupViewedAsGL(G,npes); return true;

    # GL(2, 3)
    elif npes = [2, 3, 1] then
      if IdGroup(G) <> [48,29] then return false; fi;
      SetParametersOfGroupViewedAsGL(G,npes); return true;

    # other cases, in which contained PSL is simple
    else

      # calculate the derived subgroup which should be the
      # corresponding SL of index p^e - 1
      G1 := DerivedSubgroup(G);
      if Index(G, G1) <> npes[2]^npes[3] - 1 then return false; fi;

      # calculate the centre C1 of G1, which should have the
      # size gcd(n, p^e - 1), and if so, check if G1/C1
      # (which should be the corresponding PSL) is simple
      C1 := Centre(G1);
      if   Size(C1) <> Gcd(npes[1],npes[2]^npes[3] - 1)
        or not IsSimpleGroup(G1/C1)
      then return false; fi;
      if   IsomorphismGroups(G,GL(npes[1],npes[2]^npes[3])) = fail
      then return false; fi;
      SetParametersOfGroupViewedAsGL(G,npes); return true;
    fi;
  end );

#############################################################################
##
#M  GLDegree( <G> ) . . . . . . . . . . . .  generic method for finite groups
##
InstallMethod( GLDegree,
               "generic method for finite groups", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;
    if not IsGL(G) then return fail; fi;
    if   HasIsNaturalGL(G) and IsNaturalGL(G)
    then return DimensionOfMatrixGroup(G); fi;
    return ParametersOfGroupViewedAsGL(G)[1];
  end );

#############################################################################
##
#M  GLUnderlyingField( <G> ) . . . . . . . . generic method for finite groups
##
InstallMethod( GLUnderlyingField,
               "generic method for finite groups", true, [ IsGroup ], 0,

  function ( G )
    if not IsFinite(G) then TryNextMethod(); fi;
    if not IsGL(G) then return fail; fi;
    if   HasIsNaturalGL(G) and IsNaturalGL(G)
    then return FieldOfMatrixGroup(G); fi;
    return GF(ParametersOfGroupViewedAsGL(G)[2]^ParametersOfGroupViewedAsGL(G)[3]);
  end );

#############################################################################
##
#M  StructureDescription( <G> ) . . . . . . . . . for abelian or finite group
##
BindGlobal( "SD_insertsep", # function to join parts of name
    function ( strs, sep, brack )

      local  short, s, i;

      short := ValueOption("short") = true;

      if strs = [] then return ""; fi;
      strs := Filtered(strs,str->str<>"");
      if Length(strs) > 1 then
        for i in [1..Length(strs)] do
          if   Intersection(strs[i],brack) <> ""
          then strs[i] := Concatenation("(",strs[i],")"); fi;
        od;
      fi;
      s := strs[1];
      for i in [2..Length(strs)] do
        s := Concatenation(s,sep,strs[i]);
      od;
      if short then RemoveCharacters(s," "); fi;
      return s;
    end);

BindGlobal( "SD_cyclic",
    function ( n )
      if n = 0 or n = infinity then
        return "Z";
      fi;
      return Concatenation("C",String(n));
    end);

BindGlobal( "SD_cycsaspowers", # function to write C2 x C2 x C2 as 2^3, etc.
    function ( name, cycsizes )

      local  short, g, d, k, j, n;

      short := ValueOption("short") = true;
      if not short then return name; fi;
      RemoveCharacters(name," ");
        cycsizes := Collected(cycsizes);
        for n in cycsizes do
          d := n[1]; k := n[2];
          g := SD_cyclic(d);
          if d = 0 then
            d := "Z";
          else
            d := String(d);
          fi;
          if k > 1 then
            for j in Reversed([2..k]) do
              name := ReplacedString(name,SD_insertsep(List([1..j],i->g),"x",""),
                        Concatenation(d,"^",String(j)));
            od;
          fi;
        od;
      RemoveCharacters(name,"C");
      return name;
    end);

BindGlobal( "StructureDescriptionForAbelianGroups", # for abelian groups

  function ( G )

    local  cycsizes;     # sizes of cyclic factors of G

    # special case trivial group
    if IsTrivial(G) then return "1"; fi;

    # special case abelian group
    cycsizes := AbelianInvariants(G);
    cycsizes := Reversed(ElementaryDivisorsMat(DiagonalMat(cycsizes)));
    cycsizes := Filtered(cycsizes,n->n<>1);
    return SD_cycsaspowers(SD_insertsep(List(cycsizes, SD_cyclic),
                                        " x ",""), cycsizes);
  end );

BindGlobal( "StructureDescriptionForFiniteSimpleGroups", # for simple groups

  function ( G )

    local  name,         # buffer for computed name
           series,       # series of simple groups
           parameter;    # parameters of G in series

    # special case abelian group
    if IsAbelian(G) then return StructureDescriptionForAbelianGroups(G); fi;

    # special case alternating group
    if   IsAlternatingGroup(G)
    then return Concatenation("A",String(AlternatingDegree(G))); fi;

    # special case PSL
    if IsPSL(G) then
      return Concatenation("PSL(",String(PSLDegree(G)),",",
                                  String(Size(PSLUnderlyingField(G))),")");
    fi;

    name := SplitString(IsomorphismTypeInfoFiniteSimpleGroup(G).name," ");
    name := name[1];
    if Position(name,',') = fail then RemoveCharacters(name,"()"); else
      series    := IsomorphismTypeInfoFiniteSimpleGroup(G).series;
      parameter := IsomorphismTypeInfoFiniteSimpleGroup(G).parameter;
      if   series = "2A" then
        name := Concatenation("PSU(",String(parameter[1]+1),",",
                                     String(parameter[2]),")");
      elif series = "B" then
        name := Concatenation("O(",String(2*parameter[1]+1),",",
                                   String(parameter[2]),")");
      elif series = "2B" then
        name := Concatenation("Sz(",String(parameter),")");
      elif series = "C" then
        name := Concatenation("PSp(",String(2*parameter[1]),",",
                                     String(parameter[2]),")");
      elif series = "D" then
        name := Concatenation("O+(",String(2*parameter[1]),",",
                                    String(parameter[2]),")");
      elif series = "2D" then
        name := Concatenation("O-(",String(2*parameter[1]),",",
                                    String(parameter[2]),")");
      elif series = "3D" then
        name := Concatenation("3D(4,",String(parameter),")");
      elif series in ["2F","2G"] and parameter > 2 then
        name := Concatenation("Ree(",String(parameter),")");
      fi;
    fi;
    return name;
  end );

BindGlobal( "StructureDescriptionForFiniteGroups", # for finite groups

  function ( G )

    local  G1,           # the group G reconstructed; result
           Hs,           # split factors of G
           Gs,           # factors of G
           cyclics,      # cyclic factors of G
           cycsizes,     # sizes of cyclic factors of G
           noncyclics,   # noncyclic factors of G
           cycname,      # part of name corresponding to cyclics
           noncycname,   # part of name corresponding to noncyclics
           name,         # buffer for computed name
           cname,        # name for centre of G
           dname,        # name for derived subgroup of G
           NH, H, N, N1, # semidirect factors of G
           NHs,          # [N, H] decompositions
           NHname,       # name of NH
           NHs1,         # NH's with preferred N and H
           NHs1Names,    # names of products in NHs1
           len,          # maximal number of direct factors
           g,            # an element of G
           id,           # id of G in the library of perfect groups
           short,        # short / long output format
           nice,         # nice output (slower)
           i,j,          # counters
           primes,       # prime divisors of Size(G)
           d,            # divisor of Size(G)
           k,            # maximal power of d in Size(G)
           pi;           # subset of primes

    short := ValueOption("short") = true;
    nice := ValueOption("nice") = true;

    # fetch name from precomputed list, if available
    if ValueOption("recompute") <> true and Size(G) <= 2000 then
      if IsBound(NAMES_OF_SMALL_GROUPS[Size(G)]) then
        i := IdGroup(G)[2];
        if IsBound(NAMES_OF_SMALL_GROUPS[Size(G)][i]) then
          name := ShallowCopy(NAMES_OF_SMALL_GROUPS[Size(G)][i]);
          cycsizes := [];
          if short then
          # DivisorsInt is rather slow, but we only call it for small groups
            for d in Reversed(DivisorsInt(Size(G))) do
              if d >1 then
                k := LogInt(Size(G), d);
                if k>1 then
                  for j in [1..k] do
                    Add(cycsizes, d);
                  od;
                fi;
              fi;
            od;
          fi;
          return SD_cycsaspowers(name, cycsizes);
        fi;
      fi;
    fi;

    # special case trivial group
    if IsTrivial(G) then return "1"; fi;

    # special case abelian group
    if IsAbelian(G) then return StructureDescriptionForAbelianGroups(G); fi;

    # special case alternating group
    if   IsAlternatingGroup(G)
    then return Concatenation("A",String(AlternatingDegree(G))); fi;

    # special case symmetric group
    if   IsSymmetricGroup(G)
    then return Concatenation("S",String(SymmetricDegree(G))); fi;

    # special case dihedral group
    if   IsDihedralGroup(G) and Size(G) > 6
    then return Concatenation("D",String(Size(G))); fi;

    # special case quaternion group
    if   IsQuaternionGroup(G)
    then return Concatenation("Q",String(Size(G))); fi;

    # special case quasidihedral group
    if   IsQuasiDihedralGroup(G)
    then return Concatenation("QD",String(Size(G))); fi;

    # special case PSL
    if IsPSL(G) then
      return Concatenation("PSL(",String(PSLDegree(G)),",",
                                  String(Size(PSLUnderlyingField(G))),")");
    fi;

    # special case SL
    if IsSL(G) then
      return Concatenation("SL(",String(SLDegree(G)),",",
                                 String(Size(SLUnderlyingField(G))),")");
    fi;

    # special case GL
    if IsGL(G) then
      return Concatenation("GL(",String(GLDegree(G)),",",
                                 String(Size(GLUnderlyingField(G))),")");
    fi;

    # other simple group
    if IsSimpleGroup(G) then
      return StructureDescriptionForFiniteSimpleGroups(G);
    fi;

    # direct product decomposition
    Gs := DirectFactorsOfGroup( G );
    if Length(Gs) > 1 then

      # decompose the factors
      Hs := List(Gs,StructureDescription);

      # construct
      cyclics  := Filtered(Gs,IsCyclic);
      if cyclics <> [] then
        cycsizes := ElementaryDivisorsMat(DiagonalMat(List(cyclics,Size)));
        cycsizes := Filtered(cycsizes,n->n<>1);
        cycname  := SD_cycsaspowers(SD_insertsep(List(cycsizes, SD_cyclic),
                                    " x ",":."), cycsizes);
      else cycname := ""; fi;
      noncyclics := Difference(Gs,cyclics);
      noncycname := SD_insertsep(List(noncyclics,StructureDescription),
                                 " x ",":.");

      return SD_insertsep([cycname,noncycname]," x ",":.");
    fi;

    # semidirect product decomposition
    if not nice then
      NH := SemidirectDecompositionsOfFiniteGroup( G, "str" );
      if NH <> fail then
        H := NH[2]; N := NH[1];
        return SD_insertsep([StructureDescription(N),
                             StructureDescription(H)]," : ","x:.");
      fi;
    else
      NHs := [ ];
      for NH in SemidirectDecompositions( G ) do
        if not IsTrivial( NH[1] ) and not IsTrivial( NH[2] ) then
          AddSetIfCanEasilySortElements(NHs, [ NH[1], NH[2] ]);
        fi;
      od;
      if Length(NHs) > 0 then

        # prefer abelian H; abelian N; many direct factors in N; phi injective
        NHs1 := Filtered(NHs, NH -> IsAbelian(NH[2]));
        if Length(NHs1) > 0 then NHs := NHs1; fi;
        NHs1 := Filtered(NHs, NH -> IsAbelian(NH[1]));
        if Length(NHs1) > 0 then
          NHs := NHs1;
          len := Maximum( List(NHs, NH -> Length(AbelianInvariants(NH[1]))) );
          NHs := Filtered(NHs, NH -> Length(AbelianInvariants(NH[1])) = len);
        fi;
        NHs1 := Filtered(NHs, NH -> Length(DirectFactorsOfGroup(NH[1])) > 1);
        if Length(NHs1) > 0 then
          NHs := NHs1;
          len := Maximum(List(NHs,NH -> Length(DirectFactorsOfGroup(NH[1]))));
          NHs := Filtered(NHs,NH -> Length(DirectFactorsOfGroup(NH[1]))=len);
        fi;
        NHs1 := Filtered(NHs, NH -> IsTrivial(Centralizer(NH[2],NH[1])));
        if Length(NHs1) > 0 then NHs := NHs1; fi;
        if Length(NHs) > 1 then

          # decompose the pairs [N, H] and remove isomorphic copies
          NHs1      := [];
          NHs1Names := [];
          for NH in NHs do
            NHname := SD_insertsep([StructureDescription(NH[1]),
                                    StructureDescription(NH[2])],
                                                                " : ","x:.");
            if not NHname in NHs1Names then
              Add(NHs1,      NH);
              Add(NHs1Names, NHname);
            fi;
          od;
          NHs := NHs1;

          if Length(NHs) > 1 then
            Info(InfoWarning,2,"Warning! Non-unique semidirect product:");
            Info(InfoWarning,2,List(NHs,NH -> List(NH,StructureDescription)));
          fi;
        fi;

        H := NHs[1][2]; N := NHs[1][1];

        return SD_insertsep([StructureDescription(N:nice),
                             StructureDescription(H:nice)]," : ","x:.");
      fi;
    fi;

    # non-splitting, non-simple group
    if not IsTrivial(Centre(G)) then
      cname := SD_insertsep([StructureDescription(Centre(G)),
                             StructureDescription(G/Centre(G))]," . ","x:.");
    fi;
    if not IsPerfectGroup(G) then
      dname := SD_insertsep([StructureDescription(DerivedSubgroup(G)),
                             StructureDescription(G/DerivedSubgroup(G))],
                            " . ","x:.");
    fi;
    if   IsBound(cname) and IsBound(dname) and cname <> dname
--> --------------------

--> maximum size reached

--> --------------------

[ Verzeichnis aufwärts0.65unsichere Verbindung  ]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge