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


Quelle  imf.gi   Sprache: unbekannt

 
#############################################################################
##
##  This file is part of GAP, a system for computational discrete algebra.
##  This file's authors include Volkmar Felsch.
##
##  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  the  library  functions  for  the  GAP  library  of
##  irreducible maximal finite integral matrix groups.
##


#############################################################################
##
#F  BaseShortVectors( <orbit> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "BaseShortVectors", function ( orbit )

    local base, count, dim, i, j, nums, vector;

    dim := Length( orbit[1] );
    base := ListWithIdenticalEntries( dim, 0 );
    nums := ListWithIdenticalEntries( dim, 0 );
    count := 0;
    i := 0;

    while count < dim do
        i := i + 1;
        vector := orbit[i];
        j := 0;
        while j < dim do
            j := j + 1;
            if vector[j] <> 0 then
                if nums[j] <> 0 then
                    vector := vector - vector[j] * base[j];
                else
                    base[j] := vector / vector[j];
                    nums[j] := i;
                    count := count + 1;
                    j := dim;
                fi;
            fi;
        od;
    od;

    base := List( nums, i -> orbit[i] );
    return [ nums, base^-1 ];
end );


#############################################################################
##
#F  DisplayImfInvariants( <dim>, <q> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
#F  DisplayImfInvariants( <dim>, <q>, <z> ) . . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "DisplayImfInvariants", function ( arg )

    local dim, dims, hyphens, linelength, q, qq, z;

    # load the imf main list if it is not yet available
    if not IsBound( IMFList ) then
        IMFLoad( 0 );
    fi;

    # get the arguments
    dim := arg[1];
    q := arg[2];
    if Length( arg ) > 2 then
        z := arg[3];
    else
        z := 1;
    fi;

    # get the range of dimensions to be handled
    if dim = 0 then
        dims := [ 1 .. IMFRec.maximalDimension ];
    else
        # check the given dimension for being in range
        if dim < 0 or IMFRec.maximalDimension < dim then
            Error( "dimension out of range" );
        fi;
        dims := [ dim ];
    fi;

    # loop over all dimensions in that range
    for dim in dims do

        # handle the cases q = 0 and q > 0 differently
        if q = 0 then

            linelength := Minimum( SizeScreen()[1], 76 );
            hyphens := Concatenation( List( [ 1 .. linelength - 5 ],
                i -> "-" ) );

            # loop over the Q-classes of dimension dim
            for qq in [ 1 .. IMFRec.numberQClasses[dim] ] do

                # print a line of separators
                Print( "#I ", hyphens, "\n" );

                # check the Z-class number for being in range
                if z < 0 or Length( IMFRec.bNumbers[dim][qq] ) < z then
                    Error( "Z-class number out of range" );
                fi;

                # display the specified Z-classes in the Q-class
                DisplayImfReps( dim, qq, z );
            od;

            # print a line of separators
            Print( "#I ", hyphens, "\n" );

        else

            # check the given Q-class number for being in range
            if q < 1 or IMFRec.numberQClasses[dim] < q then
                Error( "Q-class number out of range" );
            fi;

            # check the Z-class number for being in range
            if z < 0 or Length( IMFRec.bNumbers[dim][q] ) < z then
                Error( "Z-class number out of range" );
            fi;

            # display the specified Z-classes in the Q-class
            DisplayImfReps( dim, q, z );

        fi;
    od;

end );


#############################################################################
##
#F  DisplayImfReps( <dim>, <q>, <z> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "DisplayImfReps", function ( dim, q, z )

    local bound, degree, degs, eldivs, i, leng, mult, n, norm, qmax, size,
          solvable, type, znums;

    # get the position numbers of the groups to be handled
    znums := IMFRec.bNumbers[dim][q];
    if z = 0 then
        z := 1;
        bound := Length( znums );
    else
        bound := z;
    fi;

    # loop over the classes to be displayed
    while z <= bound do

        n := znums[z];
        type := IMFList[dim].isomorphismType[n];
        size := IMFList[dim].size[n];
        solvable := IMFList[dim].isSolvable[n];
        eldivs := IMFList[dim].elementaryDivisors[n];
        degs := IMFList[dim].degrees[n];
        norm := IMFList[dim].minimalNorm[n];

        # print a class number
        if IMFRec.repsAreZReps[dim] then
            Print( "#I Z-class ", dim, ".", q, ".", z );
        else
            Print( "#I Q-class ", dim, ".", q );
        fi;

        # print solvability and group size
        if solvable then
            Print( ":  Solvable, size = " );
        else
            Print( ":  Size = " );
        fi;
        PrintFactorsInt( size );
        Print( "\n" );

        # print the isomorphism type
        Print( "#I   isomorphism type = " );
        Print( type, "\n" );

        # print the elementary divisors
        Print( "#I   elementary divisors = " );
        Print( eldivs[1] );
        if eldivs[2] > 1 then
            Print( "^", eldivs[2] );
        fi;
        leng := Length( eldivs );
        i := 3;
        while i < leng do
            Print( "*", eldivs[i] );
            if eldivs[i+1] > 1 then
                Print( "^", eldivs[i+1] );
            fi;
            i := i + 2;
        od;
        Print( "\n" );

        # print the orbit size
        Print( "#I   orbit size = " );
        if IsInt( degs ) then
            Print( degs );
            leng := 1;
        else
            leng := Length( degs );
            i := 0;
            while i < leng do
                i := i + 1;
                degree := degs[i];
                mult := 1;
                while i < leng and degs[i+1] = degree do
                    mult := mult + 1;
                    i := i + 1;
                od;
                if mult > 1 then  Print( mult, "*" );  fi;
                Print( degree );
                if i < leng then  Print( " + " );  fi;
            od;
        fi;

        # print the minimal norm
        Print( ", minimal norm = ", norm, "\n" );

        # print a message if the group is not imf in Q
        qmax := IMFRec.maximalQClasses[dim][q];
        if qmax <> q then
            Print( "#I   not maximal finite in GL(", dim,
                ",Q), rational imf class is ", dim, ".", qmax, "\n" );
        fi;

        z := z + 1;
    od;

end );


#############################################################################
##
#F  ImfInvariants( <dim>, <q> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
#F  ImfInvariants( <dim>, <q>, <z> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "ImfInvariants", function ( arg )

    local dim, eldivs, flat, i, infrec, j, leng, n, q, qmax, sizes;

    # check the arguments and get the position number of the class to be
    # handled
    n := ImfPositionNumber( arg );
    dim := arg[1];
    q := arg[2];

    # get the size of the orbits of short vectors
    sizes := IMFList[dim].degrees[n];
    if IsInt( sizes ) then
        sizes := [ sizes ];
    fi;

    # get the elementary divisors
    flat := IMFList[dim].elementaryDivisors[n];
    leng := Length( flat );
    eldivs := [ ];
    i := 1;
    while i < leng do
        for j in [ 1 .. flat[i+1] ] do
            Add( eldivs, flat[i] );
        od;
        i := i + 2;
    od;

    # get the Q-class number of the corresponding rational imf class
    qmax := IMFRec.maximalQClasses[dim][q];

    # create the information record and return it
    infrec := rec(
        size := IMFList[dim].size[n],
        isSolvable := IMFList[dim].isSolvable[n],
        isomorphismType := IMFList[dim].isomorphismType[n],
        elementaryDivisors := eldivs,
        minimalNorm := IMFList[dim].minimalNorm[n],
        sizesOrbitsShortVectors := sizes );
    if qmax <> q then
        infrec.maximalQClass := qmax;
    fi;

    return infrec;
end );


#############################################################################
##
#F  IMFLoad( <dim> ) . . . . . . . . load a secondary file of the imf library
##
InstallGlobalFunction( "IMFLoad", function ( dim )

    local d, maxdim, name;

    # initialize the imf main list if it is not yet available
    if not IsBound( IMFList ) then
        name := "imf.grp";
        Info( InfoImf, 2, "loading secondary file ", name );
        ReadGrp( name );
    fi;

    # check whether we actually need to load a matrix file
    if dim > 0 and not IsBound( IMFList[dim].matrices ) then

        # load the file
        if dim < 10 then
            name := "imf1to9.grp";
        else
            name := Concatenation( "imf", String( dim ), ".grp" );
        fi;
        Info( InfoImf, 2, "loading secondary file ", name );
        ReadGrp( name );
    fi;

    return;
end );


#############################################################################
##
#F  ImfMatrixGroup( <dim>, <q> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
#F  ImfMatrixGroup( <dim>, <q>, <z> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "ImfMatrixGroup", function ( arg )

    local degrees, dim, form, gens, i, imfM, j, M, mats, n, name, q, qmax,
          reps, z;

    # check the arguments and get the position number of the class to be
    # handled
    n := ImfPositionNumber( arg );

    # get dimension, Q-class number, and Z-class number
    dim := arg[1];
    q := arg[2];
    z := arg[3];

    # load the appropriate imf matrix file if it is not yet available
    if not IsBound( IMFList[dim].matrices ) then
        IMFLoad( dim );
    fi;

    # construct the matrix group
    mats := IMFList[dim].matrices[n];
    gens := mats[2];
    M := Group( gens );

    # construct the group name
    if IMFRec.repsAreZReps[dim] then
        name := Concatenation( "ImfMatrixGroup(", String( dim ), ",",
            String( q ), ",", String( z ), ")" );
    else
        name := Concatenation( "ImfMatrixGroup(", String( dim ), ",",
            String( q ), ")" );
    fi;

    # get the associated Gram matrix
    form := List( mats[1], ShallowCopy );
    for i in [ 1 .. dim - 1 ] do
        for j in [ i + 1 .. dim ] do
            form[i][j] := form[j][i];
        od;
    od;

    # get the representatives and sizes of the orbits of short vectors
    reps := IMFList[dim].orbitReps[n];
    degrees := IMFList[dim].degrees[n];
    if IsInt( degrees ) then
        degrees := [ degrees ];
        reps := [ reps ];
    fi;

    # get the Q-class number of the corresponding rational imf class
    qmax := IMFRec.maximalQClasses[dim][q];

    # define an appropriate imf record
    imfM := rec( );
    imfM.isomorphismType := IMFList[dim].isomorphismType[n];
    imfM.elementaryDivisors := ElementaryDivisorsMat( form );
    imfM.form := form;
    imfM.minimalNorm := IMFList[dim].minimalNorm[n];
    imfM.repsOrbitsShortVectors := reps;
    imfM.sizesOrbitsShortVectors := degrees;
    if qmax <> q then
        imfM.maximalQClass := qmax;
    fi;

    # define some appropriate group attributes
    SetFilterObj( M, IsImfMatrixGroup );
    SetName( M, name );
    SetSize( M, IMFList[dim].size[n] );
    SetIsSolvableGroup( M, IMFList[dim].isSolvable[n] );
    SetImfRecord( M, imfM );

    return M;
end );


#############################################################################
##
#F  ImfNumberQClasses( <dim> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "ImfNumberQClasses", function ( dim )

    # load the imf main list if it is not yet available
    if not IsBound( IMFList ) then
        IMFLoad( 0 );
    fi;

    # check the given dimension for being in range
    if dim < 0 or IMFRec.maximalDimension < dim then
        Error( "dimension out of range" );
    fi;

    return IMFRec.numberQClasses[dim];
end );


#############################################################################
##
#F  ImfNumberQQClasses( <dim> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "ImfNumberQQClasses", function ( dim )

    # load the imf main list if it is not yet available
    if not IsBound( IMFList ) then
        IMFLoad( 0 );
    fi;

    # check the given dimension for being in range
    if dim < 0 or IMFRec.maximalDimension < dim then
        Error( "dimension out of range" );
    fi;

    return IMFRec.numberQQClasses[dim];
end );


#############################################################################
##
#F  ImfNumberZClasses( <dim>, <q> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "ImfNumberZClasses", function ( dim, q )

    local num;

    # load the imf main list if it is not yet available
    if not IsBound( IMFList ) then
        IMFLoad( 0 );
    fi;

    # check the dimension for being in range
    if dim < 1 or IMFRec.maximalDimension < dim then
        Error( "dimension out of range" );
    fi;

    # check the Q-class number for being in range
    if q < 1 or IMFRec.numberQClasses[dim] < q then
        Error( "Q-class number out of range" );
    fi;

    # return the number of class representatives in the given Q-class
    return Length( IMFRec.bNumbers[dim][q] );

end );


#############################################################################
##
#F  ImfPositionNumber( [ <dim>, <q> ] ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
#F  ImfPositionNumber( [ <dim>, <q>, <z> ] )  . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "ImfPositionNumber", function ( args )

    local dim, n, q, z, znums;

    # load the imf main list if it is not yet available
    if not IsBound( IMFList ) then
        IMFLoad( 0 );
    fi;

    # check the dimension for being in range
    dim := args[1];
    if dim < 1 or IMFRec.maximalDimension < dim then
        Error( "dimension out of range" );
    fi;

    # check the Q-class number for being in range
    q := args[2];
    if q < 1 or IMFRec.numberQClasses[dim] < q then
        Error( "Q-class number out of range" );
    fi;
    znums := IMFRec.bNumbers[dim][q];

    # get the Z-class number and check it for being in range
    if Length( args ) = 2 then
        z := 1;
        args[3] := 1;
    else
        z := args[3];
        if z < 1 or Length( znums ) < z then
            Error( "Z-class number out of range" );
        fi;
    fi;

    # return the position number of the class to be handled
    return znums[z];

end );


#############################################################################
##
#F  IsomorphismPermGroupImfGroup( <M> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
#F  IsomorphismPermGroupImfGroup( <M>, <n> )  . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "IsomorphismPermGroupImfGroup", function ( arg )

    local base, degrees, gens, imfM, imfP, M, n, orbit, P, perms, phi,
          reps, vec;

    # check the given group for being an imf matrix group
    M := arg[1];
    if not IsImfMatrixGroup( M ) then
        Error( "the given group is not an imf matrix group" );
    fi;
    imfM := ImfRecord( M );

    # check the given orbit number for being in range
    degrees := imfM.sizesOrbitsShortVectors;
    reps := imfM.repsOrbitsShortVectors;
    if Length( arg ) = 1 then
        n := 1;
    else
        n := arg[2];
        if not n in [ 1 .. Length( reps ) ] then
            Error( "orbit number out of range" );
        fi;
    fi;

    # compute the specified orbit of short vectors
    gens := GeneratorsOfGroup( M );
    orbit := OrbitShortVectors( gens, reps[n] );

    # check the orbit size
    if Length( orbit ) <> degrees[n] then
        Error( "inconsistent orbit size" );
    fi;

    # construct the associated permutation group
    perms := List( gens, g -> PermList(
        List( orbit, vec -> PositionSorted( orbit, vec * g ) ) ) );
    P := Group( perms );

    # define an appropriate imf record
    imfP := rec( );

    # define some appropriate group attributes
    SetSize( P, Size( M ) );
    SetIsSolvableGroup( P, IsSolvableGroup( M ) );
    SetLargestMovedPoint( P, degrees[n] );
    SetImfRecord( P, imfP );
#   if IsBound( imfM.isomorphismType ) then
#       imfP.isomorphismType := imfM.isomorphismType;
#   fi;
#   imfP.matGroup := M;

    # compute the information which will be needed to reconvert permutations
    # to matrices
    base := BaseShortVectors( orbit );
    imfP.orbitShortVectors := orbit;
    imfP.baseVectorPositions := base[1];
    imfP.baseChangeMatrix := base[2];

    # construct the associated isomorphism from M to P
    phi := GroupHomomorphismByFunction(
        M,
        P,
        function ( mat )
            local imf;
            imf := ImfRecord( P );
            return PermList( List( imf.orbitShortVectors, v ->
                PositionSorted( imf.orbitShortVectors, v*mat ) ) );
        end,
        function ( perm )
            local imf;
            imf := ImfRecord( P );
            return imf.baseChangeMatrix * List( imf.baseVectorPositions, i ->
                imf.orbitShortVectors[i^perm] );
        end );
    SetIsBijective( phi, true );

    # if n = 1, save a nice monomorphism of M
    if n = 1 and not HasNiceMonomorphism( M ) then
         SetNiceMonomorphism( M, phi );
    fi;

    return phi;
end );


#############################################################################
##
#M  IsomorphismPermGroup( <M> )
##
InstallMethod( IsomorphismPermGroup,
    "imf matrix groups",
    [IsMatrixGroup and IsFinite and IsImfMatrixGroup],
    IsomorphismPermGroupImfGroup );


#############################################################################
##
#F  OrbitShortVectors( <gens>, <rep> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
##
InstallGlobalFunction( "OrbitShortVectors", function ( gens, rep )

    local generator, images, new, nextvec, null, orbit, vector;

    orbit := [ ];
    null := ListWithIdenticalEntries( Length( rep ), 0 );
    if rep > null then
        images := [ Immutable( rep ) ];
    else
        images := [ Immutable( -rep ) ];
    fi;
    while images <> [ ] do
        Append( orbit, images );
        new := [ ];
        for generator in gens do
            for vector in images do
                nextvec := vector * generator;
                if nextvec > null then
                    Add( new, nextvec );
                else
                    Add( new, -nextvec );
                fi;
            od;
        od;
        new := Set( new );
        SubtractSet( new, orbit );
        images := new;
    od;

    Append( orbit, -orbit );
    # The function Immutable in the following statement essentially speeds
    # up the function PositionSorted in IsomorphismPermGroupImfGroup.
    return Immutable( Set( orbit ) );
end );

[ Dauer der Verarbeitung: 0.9 Sekunden  (vorverarbeitet)  ]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


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