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


Quelle  partitio.gi   Sprache: unbekannt

 
#############################################################################
##
##  This file is part of GAP, a system for computational discrete algebra.
##  This file's authors include Heiko Theißen.
##
##  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  functions that    construct and modify ordered
##  partitions. These  functions  are used in  the backtrack  algorithms  for
##  permutation groups.
##
##  A *partition* is a mutable record with the following components.
##  \beginitems
##  `points':  &
##       a list of all points contained in the partition, such that
##       points from the same cell are neighboured
##
##  `cellno': &
##       a list whose <i>th entry is the number of the cell which
##       contains the point <i>
##
##  `firsts': &
##       a list such that <points[firsts[j]]> is the first point in
##       <points> which is in cell <j>
##
##  `lengths': &
##       a list of the cell lengths
##  \enditems
##


#############################################################################
##
#F  Partition( <list> ) . . . . . . . . . . . . . . . . partition constructor
##
InstallGlobalFunction( Partition, function( list )
    local   P,  i,  c;

    P := rec( points := Concatenation( list ),
              firsts := [  ],
             lengths := [  ] );

    if Length(list)>0 then
      P.cellno := ListWithIdenticalEntries( Maximum( P.points ), 0 );
    else
      Info(InfoWarning,2,"empty partition created!");
      P.cellno:=[];
    fi;
    i := 1;
    for c  in [ 1 .. Length( list ) ]  do
        if Length( list[ c ] ) = 0  then
            Error( "Partition: cells must not be empty" );
        fi;
        Add( P.firsts, i );
        Add( P.lengths, Length( list[ c ] ) );
        i := i + Length( list[ c ] );
        P.cellno{ list[ c ] } := c + 0 * list[ c ];
    od;
    return P;
end );


#############################################################################
##
#F  IsPartition( <P> )  . . . . . . . . . . . . test if object is a partition
##
InstallGlobalFunction( IsPartition, P -> IsRecord( P ) and IsBound( P.cellno ) );
#T state this in the definition of a partition!


#############################################################################
##
#F  NumberCells( <P> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . number of cells
##
InstallGlobalFunction( NumberCells, P -> Length( P.firsts ) );


#############################################################################
##
#F  Cell( <P>, <m> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  cell as list
##
InstallGlobalFunction( Cell, function( P, m )
    return P.points{ [ P.firsts[m] .. P.firsts[m] + P.lengths[m] - 1 ] };
end );


#############################################################################
#F  Cells( <Pi> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . partition as list of sets
##
InstallGlobalFunction( Cells, function( Pi )
    local  cells,  i;

    cells := [  ];
    for i  in Reversed( [ 1 .. NumberCells( Pi ) ] )  do
        cells[ i ] := Cell( Pi, i );
    od;
    return cells;
end );

#############################################################################
##
#F  CellNoPoint( <part>,<pnt> )
##
InstallGlobalFunction( CellNoPoint,function(part,pt)
  return part.cellno[pt];
end );

#############################################################################
##
#F  CellNoPoints( <part>,<pnt> )
##
InstallGlobalFunction( CellNoPoints,function(part,pts)
  return part.cellno{pts};
end );

#############################################################################
##
#F  PointInCellNo( <part>,<pnt>,<no> )
##
InstallGlobalFunction( PointInCellNo,function(part,pt,no)
  return part.cellno[pt]=no;
end );

#############################################################################
##
#F  Fixcells( <P> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  fixcells as list
##
##  Returns a list of the points along in their  cell, ordered as these cells
##  are ordered
##
InstallGlobalFunction( Fixcells, function( P )
    local   fix,  i;

    fix := [  ];
    for i  in [ 1 .. Length( P.lengths ) ]  do
        if P.lengths[ i ] = 1  then
            Add( fix, P.points[ P.firsts[ i ] ] );
        fi;
    od;
    return fix;
end );


#############################################################################
##
#F  SplitCell( <P>, <i>, <Q>, <j>, <g>, <out> ) . . . . . . . .  split a cell
##
##  Splits <P>[ <i> ],  by taking out all  the points that are also contained
##  in <Q>[ <j> ]  ^ g. The  new cell is appended to  <P> unless it would  be
##  empty. If the old cell would remain empty, nothing is changed either.
##
##  Returns the length of the new cell, or `false' if nothing was changed.
##
##  Shortcuts of  the  splitting algorithm:  If  the last  argument  <out> is
##  `true', at least one point will  move out. If <out> is  a number, at most
##  <out> points will move out.
##
##  Q is either a partition or a single cell.
##
BindGlobal("SplitCellTestfun1",function(Q,pt,no)
  return PointInCellNo(Q,pt,no);
end);

BindGlobal("SplitCellTestfun2",function(Q,pt,no)
  if no=1 then
    return pt in Q;
  else
    return not (pt in Q);
  fi;
end);

InstallGlobalFunction( SplitCell, function( P, i, Q, j, g, out )
local   a,  b,  l,  B,  tmp,  m, test,maxmov;

  # If none or  all  points are  moved out,  do  not change <P>  and return
  # 'false'.

  a := P.firsts[ i ];
  b := a + P.lengths[ i ];
  l := b - 1;

  # Collect  the points to  be moved out of  the <i>th  cell  of <P> at the
  # right.

  # if B is passed, we moved too many (or all) points
  if IsInt(out)  then
    maxmov:=out;
  else
    maxmov:=P.lengths[i]-1; # maximum number to be moved out: Cellength-1
  fi;

  if IsPartition(Q)
    # if P.points is a range, or g not internal, we would crash
    and IsPlistRep(P.points) and IsInternalRep(g) then
    a:=SPLIT_PARTITION(P.points,Q.cellno,j,g,[a,l,maxmov]);
    if a<0 then
      return false;
    fi;
  else
    # library version

    if IsPartition(Q) then
      test:=SplitCellTestfun1;
    else
      test:=SplitCellTestfun2;
    fi;

    B:=l-maxmov;
    a := a - 1;
    # Points left of <a>  remain in the cell,   points right of  <b> move
    # out.
    while a < b  do
      # Decrease <b> until a point remains in the cell.
      repeat
        b := b - 1;
        # $b < B$ means that more than <out> points move out.
        if b < B  then
          return false;
        fi;
      until not test(Q,P.points[ b ] ^ g,j);

      # Increase <a> until a point moved out.
      repeat
        a := a + 1;
      until (a>b) or test(Q,P.points[ a ] ^ g,j);

      # Swap the points.
      if a < b  then
        tmp := P.points[ a ];
        P.points[ a ] := P.points[ b ];
        P.points[ b ] := tmp;
      fi;

    od;

  fi;

  if a>l then
    # no point moved out
    return false;
  fi;
  # Split the cell and introduce a new cell into <P>.
  m := Length( P.firsts ) + 1;
  P.cellno{ P.points{ [ a .. l ] } } := m + 0 * [ a .. l ];
  P.firsts[ m ] := a;
  P.lengths[ m ] := l - a + 1;
  P.lengths[ i ] := P.lengths[ i ] - P.lengths[ m ];

  return P.lengths[ m ];
end );

#############################################################################
##
#F  IsolatePoint( <P>, <a> )  . . . . . . . . . . . . . . . . isolate a point
##
##  Takes point <a> out of its cell in <P>, putting it into a new cell, which
##  is appended to <P>. However, does nothing, if <a> was already isolated.
##
##  Returns the  number of the cell   from <a> was  taken out,  or `false' if
##  nothing was changed.
##
InstallGlobalFunction( IsolatePoint, function( P, a )
    local   i,  pos,  l,  m;

    i := P.cellno[ a ];
    if P.lengths[ i ] = 1  then
        return false;
    fi;

    pos := Position( P.points, a, P.firsts[ i ] - 1 );
    l := P.firsts[ i ] + P.lengths[ i ] - 1;
    P.points[ pos ] := P.points[ l ];
    P.points[ l ] := a;

    m := Length( P.firsts ) + 1;
    P.cellno[ a ] := m;
    P.firsts[ m ] := l;
    P.lengths[ m ] := 1;
    P.lengths[ i ] := P.lengths[ i ] - 1;
    return i;
end );


#############################################################################
##
#F  UndoRefinement( <P> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . undo a refinement
##
##  Undoes the  effect of   the  last  cell-splitting actually performed   by
##  `SplitCell' or `IsolatePoint'. (This means that  if the last call of such
##  a function had no effect, `UndoRefinement' looks at the second-last etc.)
##  This fuses the last cell of <P> with an earlier cell.
##
##  Returns  the number of the  cell with which  the  last cell was fused, or
##  `false'   if the last  cell starts   at  `<P>.points[1]', because then it
##  cannot have been split off.
##
##  May behave undefined if there was no splitting before.
##
InstallGlobalFunction( UndoRefinement, function( P )
local M, pfm, plm, m;

    M := Length( P.firsts );
    pfm:=P.firsts[M];
    if pfm = 1  then
        return false;
    fi;
    plm:=P.lengths[M];

    # Fuse the last cell with the one stored before it in `<P>.points'.
    m := P.cellno[ P.points[ pfm - 1 ] ];
    P.lengths[ m ] := P.lengths[ m ] + plm;
    P.cellno{ P.points { [ pfm .. pfm + plm - 1 ] } } := m + 0 * [ 1 .. plm ];
    Unbind( P.firsts[ M ] );
    Unbind( P.lengths[ M ] );

    return m;
end );


#############################################################################
##
#F  FixpointCellNo( <P>, <i> )  . . . . . . . . .  fixpoint from cell no. <i>
##
##  Returns the first point of <P>[ <i> ] (should be a one-point cell).
##
InstallGlobalFunction( FixpointCellNo, function( P, i )
    return P.points[ P.firsts[ i ] ];
end );


#############################################################################
##
#F  FixcellPoint( <P>, <old> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . local
##
##  Returns a random cell number which is not yet contained  in <old> and has
##  length 1.
##
##  Adds this cell number to <old>.
##
InstallGlobalFunction( FixcellPoint, function( P, old )
    local   lens,  poss,  p;

    lens := P.lengths;
    poss := Filtered( [ 1 .. Length( lens ) ], i ->
                    not i in old  and  lens[ i ] = 1 );
    if Length( poss ) = 0  then
        return false;
    else
        p := Random( poss );
        AddSet( old, p );
        return p;
    fi;
end );


#############################################################################
##
#F  FixcellsCell( <P>, <Q>, <old> )  . . . . . . . . . . . local
##
##  Returns [ <K>, <I>  ] such that  for j=1,...|K|=|I|,  all points  in cell
##  <P>[  <I>[j] ] have value  <K>[j] in <Q.cellno> (i.e.,
##  lie   in cell <K>[j]  of the partition <Q>.
##  Returns `false' if <K> and <I> are empty.
##
InstallGlobalFunction( FixcellsCell, function( P, Q, old )
    local   K,  I,  i,  k,  start;

    K := [  ];  I := [  ];
    for i  in [ 1 .. NumberCells( P ) ]  do
        start := P.firsts[ i ];
        k := CellNoPoint(Q,P.points[ start ]);
        if     not k in old
           and ForAll( start + [ 1 .. P.lengths[ i ] - 1 ], j ->
                       CellNoPoint(Q,P.points[ j ]) = k ) then
            AddSet( old, k );
            Add( K, k );  Add( I, i );
        fi;
    od;
    if Length( K ) = 0  then  return false;
                        else  return [ K, I ];  fi;
end );


#############################################################################
##
#F  TrivialPartition( <Omega> ) . . . . . . . . . one-cell partition of a set
##
InstallGlobalFunction( TrivialPartition, function( Omega )
    return Partition( [ Omega ] );
end );


#############################################################################
##
#F  OrbitsPartition( <G>, <Omega> ) partition determined by the orbits of <G>
##
InstallGlobalFunction( OrbitsPartition, function( G, Omega )
    if IsGroup( G )  then
        return Partition( OrbitsDomain( G, Omega ) );
    else
        return Partition( OrbitsPerms( G.generators, Omega ) );
    fi;
end );


#############################################################################
##
#F  SmallestPrimeDivisor( <size> )  . . . . . . . . .  smallest prime divisor
##
InstallGlobalFunction( SmallestPrimeDivisor, function( size )
    local p;

    if size = 1  then
        return 1;
    fi;
    # first try small divisors
    for p in Primes do
        if size mod p = 0 then
            return p;
        fi;
    od;
    # fall back to factorization
    return Factors( Integers, size )[ 1 ];
end );


#############################################################################
##
#F  CollectedPartition( <P>, <size> ) . orbits on cells under group of <size>
##
##  Returns a  partition into unions of cells  of <P> of equal length, sorted
##  by  this length. However,  if there are $n$ cells  of equal length, which
##  cannot be fused under the action of a group of  order <size> (because $n$
##  < SmallestPrimeDivisor(  <size>  )), leaves   these $n$  cells   unfused.
##  (<size> = 1 suppresses this extra feature.)
##
InstallGlobalFunction( CollectedPartition, function( P, size )
    local   lens,  C,  div,  typ,  p,  i;

    lens := P.lengths;
    C    := [  ];
    div  := SmallestPrimeDivisor( size );
    for typ  in Collected( lens )  do
        p := [  ];
        for i  in [ 1 .. Length( lens ) ]  do
            if lens[ i ] = typ[ 1 ]  then
                Add( p, Cell( P, i ) );
            fi;
        od;
        if typ[ 2 ] < div  then
            Append( C, p );
        else
            Add( C, Concatenation( p ) );
        fi;
    od;
    return Partition( C );
end );

[ Dauer der Verarbeitung: 0.29 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