#(C) Graham Ellis, October 2005

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InstallGlobalFunction(NonabelianTensorSquare,
function(arg)
local
 AG, SizeOrList,
 gensAG, NiceGensAG,  
 G, gensG, relsG, 
 BG, GhomBG, BG1homF, BG2homF,
 F, relsT, gensF, gensF1, gensF2,
 AF, FhomAF,
 AGhomG, G1homF, G2homF, AG1homF, AG2homF,
 SF, gensSF, gensSFG, FhomSF, AFhomSF, AG1homSF, AG2homSF, SFhomAG,
 AFhomSSF,SSF,gensSF2,SSFhomSF,
 TensorSquare, delta,
 Trans,
 CrossedPairing, Action,
 UpperBound,
 Todd,i,v,w,x,y,z;

if not IsFinite(arg[1]) then return NonabelianTensorSquare_inf(arg[1]); fi;

Todd:=16; #Use Todd-Coxeter if Order(G)<Todd and G is not nilpotent.
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UpperBound:=function(AG)
local Facts, p,P,hom,bnd;

Facts:=SSortedList(Factors(Order(AG)));
bnd:=1;

for p in Facts do
P:=SylowSubgroup(AG,p);
hom:=NonabelianTensorSquare(P).homomorphism;
bnd:=bnd*Order(Source(hom))/Order(DerivedSubgroup(P));
od;

return bnd*Order(DerivedSubgroup(AG))*Order(AG)^2;
end;
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AG:=arg[1];
if Length(arg)>1 then SizeOrList:=arg[2]*Order(AG)^2; 
else 
 if not IsSolvable(AG) then SizeOrList:=0;
 else
      if not IsNilpotent(AG) and Size(AG)>Todd 
            then SizeOrList:=UpperBound(AG); fi;
     if not IsNilpotent(AG) and Size(AG)<=Todd then SizeOrList:=0;fi;
      if IsNilpotent(AG) then SizeOrList:=-1; fi;
 fi;
fi;

# AG and SF are groups whose elements are essentially enumerated. AG is 
# isomorphic to G and to BG. SF is equal to F/relsT and AF. Two isomorphic 
# copies of AG lie inside SF, and the homomorphisms AG1homSF, AG2homSF 
# identify the two copies. delta is the commutator map from TensorSquare to AG.
# The homomorphisms GhomBG, AGhomG, FhomSF, FhomAF, AFhomSF are all 
# isomorphisms. The relationship between the groups is summarized in the 
# following diagrams:   AG->G->BG->F->AF->SF and SF->AG.

gensAG:=ReduceGenerators(GeneratorsOfGroup(AG),AG);
AGhomG:=IsomorphismFpGroupByGenerators(AG,gensAG);
G:=Range(AGhomG);

gensG:=FreeGeneratorsOfFpGroup(G);
relsG:=RelatorsOfFpGroup(G);
BG:=Group(gensG);
GhomBG:=GroupHomomorphismByImagesNC(G,BG, GeneratorsOfGroup(G),gensG);
   #I hope GhomBG really is the identity map!

F:=FreeGroup(2*Length(gensG));
gensF:=GeneratorsOfGroup(F); gensF1:=[]; gensF2:=[];
for i in [1..Length(gensG)] do
Append(gensF1,[gensF[i]]);
Append(gensF2,[gensF[Length(gensG)+i]]);
od;

BG1homF:=GroupHomomorphismByImagesNC(BG,F,gensG,gensF1);
G1homF:=GroupHomomorphismByFunction(G,F,x->Image(BG1homF,Image(GhomBG,x)));
BG2homF:=GroupHomomorphismByImagesNC(BG,F,gensG,gensF2);
G2homF:=GroupHomomorphismByFunction(G,F,x->Image(BG2homF,Image(GhomBG,x)));
AG1homF:=GroupHomomorphismByFunction(AG,F,g->Image(G1homF,Image(AGhomG,g)));
AG2homF:=GroupHomomorphismByFunction(AG,F,g->Image(G2homF,Image(AGhomG,g)));

 if IsSolvable(AG) then 
     NiceGensAG:=Pcgs(AG);
 else
 NiceGensAG:=List(UpperCentralSeries(AG),x->GeneratorsOfGroup(x));
 NiceGensAG[1]:=[Identity(AG)];
 NiceGensAG:=Flat(NiceGensAG);
 Trans:=RightTransversal(AG,Group(NiceGensAG));
 Append(NiceGensAG,Elements(Trans));
 fi;

relsT:=[];
for x in relsG do
Append(relsT,[Image(BG1homF,x), Image(BG2homF,x)]);
od;

for z in NiceGensAG do
for x in gensAG do
for y in gensAG do
v:=Comm(Image(AG1homF,x),Image(AG2homF,y))^Image(AG1homF,z) ;
w:=Comm(Image(AG2homF,y^z),Image(AG1homF,x^z) );
Append(relsT,[v*w]);
v:=Comm(Image(AG1homF,x),Image(AG2homF,y))^Image(AG2homF,z);
Append(relsT,[v*w]);
od;
od;
od;

#####################################################################IF
if SizeOrList=0 then

AF:=F/relsT;
FhomAF:=
GroupHomomorphismByImagesNC(F,AF,GeneratorsOfGroup(F),GeneratorsOfGroup(AF));

AFhomSF:=IsomorphismSimplifiedFpGroup(AF);
SF:=Image(AFhomSF);
FhomSF:=
GroupHomomorphismByFunction(F,SF,x->Image(AFhomSF,Image(FhomAF,x)) );


else

AF:=F/relsT;
FhomAF:=
GroupHomomorphismByImagesNC(F,AF,GeneratorsOfGroup(F),GeneratorsOfGroup(AF));

AFhomSSF:=IsomorphismSimplifiedFpGroup(AF);
SSF:=Image(AFhomSSF);

 if SizeOrList=-1 then   #if nilpotent
     SSFhomSF:=EpimorphismNilpotentQuotient(SSF); 
 #SSFhomSF:=IsomorphismPcGroup(SSF);
 else    #if solvable and big
 SSFhomSF:=EpimorphismSolvableQuotient(SSF,SizeOrList); 
 fi;

SF:=Range(SSFhomSF);

gensSF2:=List(GeneratorsOfGroup(AF),x->Image(SSFhomSF,Image(AFhomSSF,x)));

AFhomSF:=GroupHomomorphismByImagesNC(AF,SF,GeneratorsOfGroup(AF),gensSF2);

FhomSF:=
GroupHomomorphismByFunction(F,SF,x->Image(AFhomSF,Image(FhomAF,x)) );

fi;
#####################################################################FI

AG1homSF:=GroupHomomorphismByFunction(AG,SF,x->Image(FhomSF,Image(AG1homF,x)));
AG2homSF:=GroupHomomorphismByFunction(AG,SF,x->Image(FhomSF,Image(AG2homF,x)));

TensorSquare:=NormalIntersection(
NormalClosure(SF,Group(List(GeneratorsOfGroup(AG),x->Image(AG1homSF,x)))),
NormalClosure(SF,Group(List(GeneratorsOfGroup(AG),x->Image(AG2homSF,x))))
);

gensSF:=List(gensF,x->Image(FhomSF,x));
gensSFG:=[];
for i in [1..Length(gensAG)] do
Append(gensSFG,[gensAG[i]]);
od;
for i in [1..Length(gensAG)] do
Append(gensSFG,[gensAG[i]]);
od;

SFhomAG:=GroupHomomorphismByImagesNC(SF,AG,gensSF,gensSFG);

delta:=GroupHomomorphismByImagesNC(TensorSquare,AG,
GeneratorsOfGroup(TensorSquare),
List(GeneratorsOfGroup(TensorSquare),x->Image(SFhomAG,x)));

#####################################################################
CrossedPairing:=function(x,y)

return Comm(Image(AG1homSF,x), Image(AG2homSF,y));

end;
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#####################################################################
Action:=function(x,t)

return Image(AG1homSF,x) * t * Image(AG1homSF,x)^-1;

end;
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return rec(homomorphism:=delta, pairing:=CrossedPairing, action:=Action,nu:=SF);
end);
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#####################################################################
InstallGlobalFunction(ThirdHomotopyGroupOfSuspensionB,
function(arg) local T;

if Length(arg)>1 then
if arg[2]=0 then
return ThirdHomotopyGroupOfSuspensionB_alt(arg[1]);
else
return AbelianInvariants(Kernel(
   NonabelianTensorSquare(arg[1],arg[2]).homomorphism));
fi;
else
T:=NonabelianTensorSquare(arg[1]).homomorphism;
if IsAbelian(arg[1]) then return AbelianInvariants(Source(T));
else
return AbelianInvariants(Kernel(T));
fi;
fi;

end);
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#####################################################################
InstallGlobalFunction(FourthHomotopyGroupOfDoubleSuspensionB,
function(arg) local T;

T:=NonabelianSymmetricSquare(arg[1]).homomorphism;
if IsAbelian(arg[1]) then return AbelianInvariants(Source(T));
else
return AbelianInvariants(Kernel(T));
fi;

end);
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InstallGlobalFunction(TensorCentre,
function(G)
local x,g,TC,h,Boole;

if IsTrivial(Centre(G)) then return Centre(G); fi;

h:=NonabelianTensorSquare(G).pairing;

TC:=[];

for g in Center(G) do
Boole:=true;
for x in G do
if not Order(h(g,x))=1  then Boole:=false; break; fi;
od;
if Boole then Append(TC,[g]); fi;
od;

return Group(Concatenation(TC,[Identity(G)]));
end);
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InstallGlobalFunction(NonabelianTensorSquareAsCrossedModule,
function(G)
local delta, pairing, act, C;

C:=NonabelianTensorSquare(G);
delta:=C.homomorphism;
act:=C.action;

return Objectify(HapCrossedModule,rec(
                                       map:=delta,
                                       action:=act
                                        ));

end);
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InstallGlobalFunction(NonabelianTensorSquareAsCatOneGroup,
function(G)
local C;

C:=NonabelianTensorSquareAsCrossedModule(G);
return CatOneGroupByCrossedModule(C);


end);
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