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


Quelle  vecmat.gd   Sprache: unbekannt

 
#############################################################################
##
##  This file is part of GAP, a system for computational discrete algebra.
##  This file's authors include Frank Celler.
##
##  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 basic operations for creating and doing arithmetic
##  with vectors.
##


#############################################################################
##
#v  GF2One  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  one of GF(2)
##
BIND_GLOBAL( "GF2One", Z(2) );


#############################################################################
##
#v  GF2Zero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . zero of GF(2)
##
BIND_GLOBAL( "GF2Zero", 0*Z(2) );


#############################################################################
##
#R  IsGF2VectorRep( <obj> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . vector over GF2
##
##  <#GAPDoc Label="IsGF2VectorRep">
##  <ManSection>
##  <Filt Name="IsGF2VectorRep" Arg='obj' Type='Representation'/>
##
##  <Description>
##  An object <A>obj</A> in <Ref Filt="IsGF2VectorRep"/> describes
##  a vector object (see <Ref Filt="IsVectorObj"/>) with entries in the
##  finite field with <M>2</M> elements.
##  <P/>
##  <Ref Filt="IsGF2VectorRep"/> implies <Ref Filt="IsCopyable"/>,
##  thus vector objects in this representation can be mutable.
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
##  <Ref Filt="IsGF2VectorRep"/> is a subrepresentation of
##  <Ref Filt="IsDataObjectRep"/>, the entries are packed into bits.
##
DeclareRepresentation( "IsGF2VectorRep",
        IsDataObjectRep and IsVectorObj
    and IsCopyable
    and IsNoImmediateMethodsObject
    and HasBaseDomain and HasOneOfBaseDomain and HasZeroOfBaseDomain);


#############################################################################
##
#F  ConvertToGF2VectorRep( <vector> ) . . . . . . . .  convert representation
##
##  <ManSection>
##  <Func Name="ConvertToGF2VectorRep" Arg='vector'/>
##
##  <Description>
##  </Description>
##  </ManSection>
##
DeclareSynonym( "ConvertToGF2VectorRep", CONV_GF2VEC );


#############################################################################
##
#F  ConvertToVectorRep( <list>[, <field>] )
#F  ConvertToVectorRep( <list>[, <fieldsize>] )
#F  ConvertToVectorRepNC( <list>[, <field>] )
#F  ConvertToVectorRepNC( <list>[, <fieldsize>] )
##
##  <#GAPDoc Label="ConvertToVectorRep">
##  <ManSection>
##  <Heading>ConvertToVectorRep</Heading>
##  <Func Name="ConvertToVectorRep" Arg='list[, field]'
##   Label="for a list (and a field)"/>
##  <Func Name="ConvertToVectorRep" Arg='list[, fieldsize]'
##   Label="for a list (and a prime power)"/>
##  <Func Name="ConvertToVectorRepNC" Arg='list[, field]'
##   Label="for a list (and a field)"/>
##  <Func Name="ConvertToVectorRepNC" Arg='list[, fieldsize]'
##   Label="for a list (and a prime power)"/>
##
##  <Description>
##  Called with one argument <A>list</A>,
##  <Ref Func="ConvertToVectorRep" Label="for a list (and a field)"/>
##  converts <A>list</A> to an internal row vector representation
##  if possible.
##  <P/>
##  Called with a list <A>list</A> and a finite field <A>field</A>,
##  <Ref Func="ConvertToVectorRep" Label="for a list (and a field)"/>
##  converts <A>list</A> to an internal row vector representation appropriate
##  for a row vector over <A>field</A>.
##  <P/>
##  Instead of a <A>field</A> also its size <A>fieldsize</A> may be given.
##  <P/>
##  It is forbidden to call this function unless <A>list</A> is a plain
##  list or a row vector, <A>field</A> is a field, and all elements
##  of <A>list</A> lie in <A>field</A>.
##  Violation of this condition can lead to unpredictable behaviour or a
##  system crash.
##  (Setting the assertion level to at least 2 might catch some violations
##  before a crash, see <Ref Func="SetAssertionLevel"/>.)
##  <P/>
##  <A>list</A> may already be a compressed vector. In this case, if no
##  <A>field</A> or <A>fieldsize</A> is given, then nothing happens. If one is
##  given then the vector is rewritten as a compressed vector over the
##  given <A>field</A> unless it has the filter
##  <C>IsLockedRepresentationVector</C>, in which case it is not changed.
##  <P/>
##  The return value is the size of the field over which the vector
##  ends up written, if it is written in a compressed representation.
##  <P/>
##  In this example, we first create a row vector and then ask &GAP; to
##  rewrite it, first over <C>GF(2)</C> and then over <C>GF(4)</C>.
##  <P/>
##  <Example><![CDATA[
##  gap> v := [Z(2)^0,Z(2),Z(2),0*Z(2)];
##  [ Z(2)^0, Z(2)^0, Z(2)^0, 0*Z(2) ]
##  gap> RepresentationsOfObject(v);
##  [ "IsPlistRep", "IsInternalRep" ]
##  gap> ConvertToVectorRep(v);
##  2
##  gap> v;
##  <a GF2 vector of length 4>
##  gap> ConvertToVectorRep(v,4);
##  4
##  gap> v;
##  [ Z(2)^0, Z(2)^0, Z(2)^0, 0*Z(2) ]
##  gap> RepresentationsOfObject(v);
##  [ "IsDataObjectRep", "Is8BitVectorRep" ]
##  ]]></Example>
##  <P/>
##  A vector in the special representation over <C>GF(2)</C> is always viewed
##  as <C><a GF2 vector of length ...></C>.
##  Over fields of orders 3 to 256, a vector of length 10 or less is viewed
##  as the list of its coefficients, but a longer one is abbreviated.
##  <P/>
##  Arithmetic operations (see <Ref Sect="Arithmetic for Lists"/> and
##  the following sections) preserve the compression status of row vectors in
##  the sense that if all arguments are compressed row vectors written over
##  the same field and the result is a row vector then also the result is a
##  compressed row vector written over this field.
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction( "ConvertToVectorRepNC");
DeclareSynonym( "ConvertToVectorRep",ConvertToVectorRepNC);

# TODO: The following two functions only exist in HPC-GAP, but we always
# declare them so that other code can access them conditionally, inside
# an "if IsHPCGAP", without triggering syntax warnings about
# unbound global variables.
DeclareGlobalFunction( "CopyToVectorRep");
DeclareGlobalFunction( "CopyToVectorRepNC");


#############################################################################
##
#F  ConvertToMatrixRep( <list>[, <field>] )
#F  ConvertToMatrixRep( <list>[, <fieldsize>] )
#F  ConvertToMatrixRepNC( <list>[, <field>] )
#F  ConvertToMatrixRepNC( <list>[, <fieldsize>] )
##
##  <#GAPDoc Label="ConvertToMatrixRep">
##  <ManSection>
##  <Func Name="ConvertToMatrixRep" Arg='list[, field]'
##   Label="for a list (and a field)"/>
##  <Func Name="ConvertToMatrixRep" Arg='list[, fieldsize]'
##   Label="for a list (and a prime power)"/>
##  <Func Name="ConvertToMatrixRepNC" Arg='list[, field]'
##   Label="for a list (and a field)"/>
##  <Func Name="ConvertToMatrixRepNC" Arg='list[, fieldsize]'
##   Label="for a list (and a prime power)"/>
##
##  <Description>
##
##  This function is more technical version of <Ref Oper="ImmutableMatrix"/>,
##  which will never copy a matrix (or any rows of it) but may fail if it
##  encounters rows locked in the wrong representation, or various other
##  more technical problems. Most users should use <Ref Oper="ImmutableMatrix"/>
##  instead. The NC versions of the function do less checking of the
##  argument and may cause unpredictable results or crashes if given
##  unsuitable arguments.
##
##  Called with one argument <A>list</A>,
##  <Ref Func="ConvertToMatrixRep" Label="for a list (and a field)"/>
##  converts <A>list</A> to an internal matrix representation
##  if possible.
##  <P/>
##  Called with a list <A>list</A> and a finite field <A>field</A>,
##  <Ref Func="ConvertToMatrixRep" Label="for a list (and a field)"/>
##  converts <A>list</A> to an internal matrix representation appropriate
##  for a matrix over <A>field</A>.
##  <P/>
##  Instead of a <A>field</A> also its size <A>fieldsize</A> may be given.
##  <P/>
##  It is forbidden to call this function unless all elements of <A>list</A>
##  are row vectors with entries in the field <A>field</A>.
##  Violation of this condition can lead to unpredictable behaviour or a
##  system crash.
##  (Setting the assertion level to at least 2 might catch some violations
##  before a crash, see <Ref Func="SetAssertionLevel"/>.)
##  <P/>
##  <A>list</A> may already be a compressed matrix. In this case, if no
##  <A>field</A> or <A>fieldsize</A> is given, then nothing happens.
##  <P/>
##  The return value is the size of the field over which the matrix
##  ends up written, if it is written in a compressed representation.
##  <P/>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction( "ConvertToMatrixRepNC" );
DeclareGlobalFunction( "ConvertToMatrixRep" );


#############################################################################
##
#R  IsGF2MatrixRep( <obj> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . matrix over GF2
##
##  <#GAPDoc Label="IsGF2MatrixRep">
##  <ManSection>
##  <Filt Name="IsGF2MatrixRep" Arg='obj' Type='Representation'/>
##
##  <Description>
##  An object <A>obj</A> in <Ref Filt="IsGF2MatrixRep"/> describes
##  a matrix object (see <Ref Filt="IsMatrixObj"/>) with entries in the
##  finite field with <M>2</M> elements, which behaves like the
##  list of its rows (see <Ref Filt="IsRowListMatrix"/>).
##  The base domain of <A>obj</A> is the field with <M>2</M> elements.
##  <P/>
##  <Ref Filt="IsGF2MatrixRep"/> implies <Ref Filt="IsCopyable"/>,
##  thus vector objects in this representation can be mutable.
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
##  <A>obj</A> is internally represented as a positional object
##  (see <Ref Filt="IsPositionalObjectRep"/>).
##  If the number of rows is <M>n</M> then this object stores <M>n+1</M>
##  entries,
##  <M>n</M> at position <M>1</M> and the <M>i</M>-th row at position
##  <M>i+1</M>.
##
DeclareRepresentation( "IsGF2MatrixRep",
        IsPositionalObjectRep and IsRowListMatrix
    and IsCopyable
    and IsNoImmediateMethodsObject
    and HasNumberRows and HasNumberColumns
    and HasBaseDomain and HasOneOfBaseDomain and HasZeroOfBaseDomain);


#############################################################################
##
#M  IsOrdinaryMatrix( <obj> )
#M  IsConstantTimeAccessList( <obj> )
#M  IsSmallList( <obj> )
##
##  Lists in `IsGF2VectorRep' and `IsGF2MatrixRep' are (at least) as good
##  as lists in `IsInternalRep' w.r.t.~the above filters.
##
InstallTrueMethod( IsConstantTimeAccessList, IsList and IsGF2VectorRep );
InstallTrueMethod( IsSmallList, IsList and IsGF2VectorRep );

InstallTrueMethod( IsOrdinaryMatrix, IsMatrix and IsGF2MatrixRep );
InstallTrueMethod( IsConstantTimeAccessList, IsList and IsGF2MatrixRep );
InstallTrueMethod( IsSmallList, IsList and IsGF2MatrixRep );


#############################################################################
##
#F  ConvertToGF2MatrixRep( <matrix> ) . . . . . . . .  convert representation
##
##  <ManSection>
##  <Func Name="ConvertToGF2MatrixRep" Arg='matrix'/>
##
##  <Description>
##  </Description>
##  </ManSection>
##

DeclareSynonym( "ConvertToGF2MatrixRep", CONV_GF2MAT);


#############################################################################
##
#F  ImmutableMatrix( <field>, <matrix>[, <change>] ) . convert into "best" representation
##
##  <#GAPDoc Label="ImmutableMatrix">
##  <ManSection>
##  <Oper Name="ImmutableMatrix" Arg='field, matrix[, change]'/>
##
##  <Description>
##  Let <A>matrix</A> be an object for which either <Ref Filt="IsMatrix"/> or
##  <Ref Filt="IsMatrixObj"/> returns <K>true</K>.
##  In the former case, <A>matrix</A> is a list of lists,
##  and <Ref Oper="ImmutableMatrix"/> returns an immutable object for which
##  <Ref Filt="IsMatrix"/> returns <K>true</K> (in particular again a list of
##  lists), which is equal to <A>matrix</A>,
##  and which is in the optimal (concerning space and runtime) representation
##  for matrices defined over <A>field</A>,
##  provided that the entries of <A>matrix</A> lie in <A>field</A>.
##  In the latter case, <Ref Oper="ImmutableMatrix"/> returns an immutable
##  object that is equal to the result of
##  <Ref Oper="ChangedBaseDomain" Label="for a matrix object"/>
##  when this is called with <A>matrix</A> and <A>field</A>.
##  <P/>
##  This means that matrices obtained by several calls of
##  <Ref Oper="ImmutableMatrix"/> for the same <A>field</A> are compatible
##  for fast arithmetic without need for field conversion.
##  <P/>
##  If the input matrix <A>matrix</A> is in <Ref Filt="IsMatrix"/>
##  then it or its rows might change their representation as a side effect
##  of this function.
##  However, one cannot rely on this side effect.
##  Also, if <A>matrix</A> is already immutable and the result of
##  <Ref Oper="ImmutableMatrix"/> has the same internal representation as
##  <A>matrix</A>, the result is not necessarily <E>identical</E> to
##  <A>matrix</A>.
##  <P/>
##  If <A>change</A> is <K>true</K>, <A>matrix</A> or its rows (if there are
##  subobjects that represent rows) may be changed to become immutable;
##  otherwise the rows of <A>matrix</A> are copied first.
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareOperation( "ImmutableMatrix",[IsObject,IsMatrix]);


#############################################################################
##
#F  ImmutableVector( <field>, <vector>[, <change>] ) . convert into "best" representation
##
##  <#GAPDoc Label="ImmutableVector">
##  <ManSection>
##  <Oper Name="ImmutableVector" Arg='field, vector[, change]'/>
##
##  <Description>
##  Let <A>vector</A> be an object for which <Ref Filt="IsRowVector"/>
##  or <Ref Filt="IsVectorObj"/> returns <K>true</K>.
##  In the former case, <A>vector</A> is a list,
##  and <Ref Oper="ImmutableVector"/> returns an immutable object for which
##  <Ref Filt="IsRowVector"/> returns <K>true</K> (in particular again a list),
##  which is equal to <A>vector</A>,
##  and which is in the optimal (concerning space and runtime) representation
##  for vectors defined over <A>field</A>,
##  provided that the entries of <A>vector</A> lie in <A>field</A>.
##  In the latter case, if <A>vector</A> is not in <Ref Filt="IsRowVector"/>,
##  <Ref Oper="ImmutableVector"/> returns an immutable object that is equal
##  to the result of
##  <Ref Oper="ChangedBaseDomain" Label="for a vector object"/>
##  when this is called with <A>vector</A> and <A>field</A>.
##  <P/>
##  This means that vectors obtained by several calls of
##  <Ref Oper="ImmutableVector"/> for the same <A>field</A> are compatible
##  for fast arithmetic without need for field conversion.
##  <P/>
##  If the input vector <A>vector</A> is in <Ref Filt="IsRowVector"/>
##  then it might change its representation as a side effect
##  of this function.
##  However, one cannot rely on this side effect.
##  Also, if <A>vector</A> is already immutable and the result of
##  <Ref Oper="ImmutableVector"/> has the same internal representation as
##  <A>vector</A>, the result is not necessarily <E>identical</E> to
##  <A>vector</A>.
##  <P/>
##  If <A>change</A> is <K>true</K>, then <A>vector</A> may be changed to
##  become immutable; otherwise it is copied first.
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareOperation( "ImmutableVector",[IsObject,IsRowVector]);


#############################################################################
##
#O  NumberFFVector( <vec>, <sz> )
##
##  <#GAPDoc Label="NumberFFVector">
##  <ManSection>
##  <Oper Name="NumberFFVector" Arg='vec, sz'/>
##
##  <Description>
##  returns an integer that gives the position minus one of the finite field row vector
##  <A>vec</A> in the sorted list of all row vectors over the field with
##  <A>sz</A> elements in the same dimension as <A>vec</A>.
##  <Ref Oper="NumberFFVector"/> returns <K>fail</K> if the vector cannot be
##  represented over the field with <A>sz</A> elements.
##  <P/>
##  <Example><![CDATA[
##  gap> v:=[0,1,2,0]*Z(3);;
##  gap> NumberFFVector(v, 3);
##  21
##  gap> NumberFFVector(Zero(v),3);
##  0
##  gap> V:=EnumeratorSorted(GF(3)^4);
##  <enumerator of ( GF(3)^4 )>
##  gap> V[21+1] = v;
##  true
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareOperation("NumberFFVector", [IsRowVector,IsPosInt]);

[ Dauer der Verarbeitung: 0.30 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