Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/sources/formale Sprachen/GAP/src/   (Algebra von RWTH Aachen Version 4.15.1©)  Datei vom 18.9.2025 mit Größe 69 kB image not shown  

Quelle  dt.c   Sprache: C

 
/****************************************************************************
**
**  This file is part of GAP, a system for computational discrete algebra.
**
**  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 implements the part of the deep thought package which deals
**  with computing the deep thought polynomials.
**
**  Deep Thought deals with trees.  A tree <tree> is a concatenation of
**  several nodes where each node is a 5-tuple of immediate integers.  If
**  <tree> is an atom it contains only one node,  thus it is itself a
**  5-tuple. If <tree> is not an atom we obtain its list representation by
**
**  <tree>  :=  topnode(<tree>) concat left(<tree>) concat right(<tree>) .
**
**  Let us denote the i-th node of <tree> by (<tree>, i)  and the tree rooted
**  at (<tree>, i) by tree(<tree>, i).  Let <a> be tree(<tree>, i)
**  The first entry of (<tree>, i) is pos(a),
**  and the second entry is num(a). The third entry of (<tree>, i) gives a
**  mark.(<tree>, i)[3] = 1  means that (<tree>, i) is marked,
**  (<tree>, i)[3] = 0 means that (<tree>, i) is not marked. The fourth entry
**  of (<tree>, i) contains the number of knodes of tree(<tree>, i).  The
**  fifth entry of (<tree>, i) finally contains a boundary for
**  pos( tree(<tree>, i) ).  (<tree>, i)[5] <= 0 means that
**  pos( tree(<tree>, i) ) is unbounded.  If tree(<tree>, i) is an atom we
**  already know that pos( tree(<tree>, i) ) is unbound.  Thus we then can
**  use the fifth component of (<tree>, i) to store the side.  In this case
**  (<tree>, i)[5] = -1 means  that tree(<tree>, i) is an atom from the
**  right hand word, and (<tree>, i)[5] = -2 means that tree(<tree>, i) is
**  an atom from the left hand word.
**
**  A second important data structure deep thought deals with is a deep
**  thought monomial. A deep thought monomial g_<tree> is a product of
**  binomial coefficients with a coefficient c. Deep thought monomials
**  are represented in this implementation by formula
**  vectors,  which are lists of integers.  The first entry of a formula
**  vector is 0,  to distinguish formula vectors from trees.  The second
**  entry is the coefficient c,  and the third and fourth entries are
**  num( left(tree) ) and num( right(tree) ).  The remaining part of the
**  formula vector is a concatenation of pairs of integers.  A pair (i, j)
**  with i > 0 represents binomial(x_i, j).  A pair (0, j) represents
**  binomial(y_gen, j) when word*gen^power is calculated.
**
**  Finally deep thought has to deal with pseudorepresentatives. A
**  pseudorepresentative <a> is stored in list of length 4. The first entry
**  stores left( <a> ),  the second entry contains right( <a> ),  the third
**  entry contains num( <a> ) and the last entry finally gives a boundary
**  for pos( <b> ) for all trees <b> which are represented by <a>.
*/


#include "dt.h"

#include "calls.h"
#include "error.h"
#include "gvars.h"
#include "integer.h"
#include "modules.h"
#include "plist.h"

static void UnmarkTree(Obj z);
static UInt Mark(Obj tree, Obj reftree, Int indexx);
static Int  AlmostEqual(Obj tree1, Int index1, Obj tree2, Int index2);
static Int  Equal(Obj tree1, Int index1, Obj tree2, Int index2);
static Obj  Mark2(Obj tree, Int index1, Obj reftree, Int index2);
static UInt FindTree(Obj tree, Int indexx);
static Obj  MakeFormulaVector(Obj tree, Obj pr);
static Int  Leftof(Obj tree1, Int index1, Obj tree2, Int index2);
static Int  Leftof2(Obj tree1, Int index1, Obj tree2, Int index2);
static Int  Earlier(Obj tree1, Int index1, Obj tree2, Int index2);
static void FindNewReps(Obj tree, Obj reps, Obj pr, Obj max);
static void FindSubs(Obj tree,
                     Int x,
                     Obj list1,
                     Obj list2,
                     Obj a,
                     Obj b,
                     Int al,
                     Int ar,
                     Int bl,
                     Int br,
                     Obj reps,
                     Obj pr,
                     Obj max);
static void SetSubs(Obj list, Obj a, Obj tree);
static void UnmarkAEClass(Obj tree, Obj list);

#ifdef TEST_TREE
static void TestTree(Obj tree);
static Obj  Part(Obj list, Int pos1, Int pos2);
#endif


/****************************************************************************
**
*F  DT_POS(tree, index) . . . . . . . . . . . . . position of (<tree>, index)
**
**  'DT_POS' returns pos(<a>) where <a> is the subtree of <tree> rooted at
**  (<tree>, index).  <index> has to be a positive integer less or equal than
**  the number of nodes of <tree>.
*/

#define  DT_POS(tree, index) \
              (ELM_PLIST(tree, (index-1)*5 + 1 ) )


/***************************************************************************
**
*F  SET_DT_POS(tree, index, obj) . . . assign the position of(<tree>, index)
**
**  'SET_DT_POS sets pos(<a>) to the object <obj>, where <a> is the subtree
**  of <tree>,  rooted at (<tree>, index).  <index> has to be a positive
**  integer less or equal to the number of nodes of <tree>
*/

#define  SET_DT_POS(tree, index, obj) \
              SET_ELM_PLIST(tree, (index-1)*5 + 1, obj)


/***************************************************************************
**
*F  DT_GEN(tree, index) . . . . . . . . . . . . . generator of (<tree>, index)
**
**  'DT_GEN' returns num(<a>) where <a> is the subtree of <tree> rooted at
**  (<tree>, index).  <index> has to be a positive integer less or equal than
**  the number of nodes of <tree>.
*/

#define  DT_GEN(tree, index) \
              (ELM_PLIST(tree, (index-1)*5 + 2) )


/**************************************************************************
**
*F  DT_IS_MARKED(tree, index) . . . . . . tests if (<tree>, index) is marked
**
**  'DT_IS_MARKED' returns 1 (as C integer) if (<tree>, index) is marked, and
**  0 otherwise.  <index> has to be a positive integer less or equal to the
**  number of nodes of <tree>.
*/

#define  DT_IS_MARKED(tree, index)  \
             (INT_INTOBJ (ELM_PLIST(tree, (index-1)*5 + 3) ) )


/**************************************************************************
**
*F  DT_MARK(tree, index) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mark a node
**
**  'DT_MARK' marks the node (<tree>, index). <index> has to be a positive
**  integer less or equal to the number of nodes of <tree>.
*/

#define  DT_MARK(tree, index) \
              SET_ELM_PLIST(tree, (index-1)*5 + 3, INTOBJ_INT(1) )


/**************************************************************************
**
*F  DT_UNMARK(tree, index) . . . . . . . . . . . remove the mark from a node
**
**  'DT_UNMARK' removes the mark from the node (<tree>, index). <index> has
**  has to be a positive integer less or equal to the number of nodes of
**  <tree>.
*/

#define  DT_UNMARK(tree, index) \
              SET_ELM_PLIST(tree, (index-1)*5 + 3, INTOBJ_INT(0) )


/****************************************************************************
**
*F  DT_RIGHT(tree, index) . . . .determine the right subnode of (<tree>, index)
*F  DT_LEFT(tree, index) . . . . determine the left subnode of (<tree>, index)
**
**  'DT_RIGHT' returns the right subnode of (<tree>, index).  That means if
**  DT_RIGHT(tree, index) = index2,  then (<tree>, index2) is the right
**  subnode of (<tree>, index).
**
**  'DT_LEFT' returns the left subnode of (<tree>, index).  That means if
**  DT_LEFT(tree, index) = index2,  then (<tree>, index2) is the left
**  subnode of (<tree>, index).
**
**  Before calling 'DT_RIGHT' or 'DT_LEFT' it should be ensured,  that
**  (<tree>, index) is not an atom.  <index> has to be a positive integer
**  less or equal to the number of nodes of <tree>.
*/

#define  DT_RIGHT(tree, index) \
              ( INT_INTOBJ(ELM_PLIST(tree, index*5 + 4) ) + index + 1)
#define  DT_LEFT(tree, index) \
              ( index + 1 )


/****************************************************************************
**
*F  DT_SIDE(tree, index) . . . . . . . determine the side of (<tree>, index)
*V  RIGHT. . . . . . . . . . . . . . . integer describing "right"
*V  LEFT . . . . . . . . . . . . . . . integer describing "left"
**
**  'DT_SIDE' returns 'LEFT' if (<tree>, index) is an atom from the Left-hand
**  word,  and 'RIGHT'  if (<tree>, index) is an atom of the Right-hand word.
**  Otherwise 'DT_SIDE' returns an integer bigger than 1.  <index> has to be
**  a positive integer less or equal to the number of nodes of <tree>.
*/

#define  RIGHT                  -1
#define  LEFT                   -2
#define  DT_SIDE(tree, index) \
              (INT_INTOBJ( ELM_PLIST(tree, (index-1)*5 + 5 ) )  )


/****************************************************************************
**
*F  DT_LENGTH(tree, index) . . . . . . . . number of nodes of (<tree>, index)
**
**  'DT_LENGTH' returns the number of nodes of (<tree>, index).  <index> has
**  to be a positive integer less or equal to the number of nodes of <tree>.
*/

#define  DT_LENGTH(tree, index) \
              ( INT_INTOBJ(ELM_PLIST(tree, (index-1)*5 + 4) )  )


/***************************************************************************
**
*F  DT_MAX(tree, index) . . . . . . . . . . . . . . . . boundary of a node
**
**  'DT_MAX(tree, index)' returns a boundary for 'DT_POS(tree, index)'.
**  'DT_MAX(tree, index) = 0 ' means that 'DT_POS(tree, index)' is unbound.
**  <index> has to be a positive integer less or equal to the number of nodes
**  of tree.
*/

#define  DT_MAX(tree, index) \
              (ELM_PLIST(tree, (index-1)*5 + 5 ) )


/****************************************************************************
**
*F  CELM(list, pos) . . . . . . . . . . element of a plain list as C integer
**
**  'CELM' returns the <pos>-th element of the plain list <list>.  <pos> has
**  to be a positive integer less or equal to the physical length of <list>.
**  Before calling 'CELM' it should be ensured that the <pos>-th entry of
**  <list> is an immediate integer object.
*/

#define  CELM(list, pos)         ( INT_INTOBJ(ELM_PLIST(list, pos) ) )


/****************************************************************************
**
*V  Dt_add
**
**  Dt_add is used to store the library function dt_add.
*/


static Obj Dt_add;

/****************************************************************************
**
*F  UnmarkTree( <tree> ) . . . . . . . remove the marks of all nodes of <tree>
**
**  'UnmarkTree' removes all marks of all nodes of the tree <tree>.
*/

static void UnmarkTree(Obj tree)
{
    UInt     i, len; // loop variable

    len = DT_LENGTH(tree, 1);
    for (i=1; i <= len; i++ )
        DT_UNMARK(tree, i);
}


/****************************************************************************
**
*F  FuncUnmarkTree(<self>, <tree>) . . remove the marks of all nodes of <tree>
**
**  'FuncUnmarkTree' implements the internal function 'UnmarkTree'.
**
**  'UnmarkTree( <tree> )'
**
**  'UnmarkTree' removes all marks of all nodes of the tree <tree>.
*/

static Obj FuncUnmarkTree(Obj self, Obj tree)
{
    UnmarkTree(tree);
    return  0;
}


/*****************************************************************************
**
*F  Mark(<tree>, <reftree>, <index>) . . . . . . . . find all nodes of <tree>
**                                                   which are almost equal
**                                                   to (<reftree>, index)
**
**  'Mark' determines all nodes of the tree <tree>, rooting subtrees almost
**  equal to the tree rooted at (<reftree>, index).  'Mark' marks these nodes
**  and returns the number of different nodes among these nodes.  Since it
**  is assumed that the set {pos(a) | a almost equal to (<reftree>, index) }
**  is equal to {1,...,n} for a positive integer n,  'Mark' actually returns
**  the Maximum of {pos(a) | a almost equal to (<reftree>, index)}.
*/

static UInt Mark(Obj tree, Obj reftree, Int indexx)
{
    UInt  i, // loop variable
          m, // integer to return
          len;
    Obj   refgen;

    m = 0;
    i = 1;
    len = DT_LENGTH(tree, 1);
    refgen = DT_GEN(reftree, indexx);
    while ( i <= len )
    {
        /*  skip all nodes (<tree>, i) with
        **  num(<tree>, i) > num(<reftree>, indexx)     */

        while( i < len &&
               DT_GEN(tree, i)  >  refgen )
            i++;
        if ( AlmostEqual(tree, i, reftree, indexx) )
        {
            DT_MARK(tree, i);
            if ( m < INT_INTOBJ( DT_POS(tree, i) )  )
                m = INT_INTOBJ( DT_POS(tree, i) );
        }
        /*  Since num(a) < num(b) holds for all subtrees <a> of an arbitrary
        **  tree <b> we can now skip the whole tree rooted at (<tree>, i).
        **  If (<tree>, i) is the left subnode of another node we can even
        **  skip the tree rooted at that node,  because of
        **  num( right(a) )  <  num( left(a) ) for all trees <a>.
        **  Note that (<tree>, i) is the left subnode of another node,  if and
        **  only if the previous node (<tree>, i-1) is not an atom. in this
        **  case (<tree>, i) is the left subnode of (<tree>, i-1).          */

        if ( DT_LENGTH(tree, i-1) == 1 )
            // skip the tree rooted at (<tree>, i).
            i = i + DT_LENGTH(tree, i);
        else
            // skip the tree rooted at (<tree>, i-1)
            i = i - 1 + DT_LENGTH(tree, i-1);
    }
    return m;
}


/****************************************************************************
**
*F  AmostEqual(<tree1>,<index1>,<tree2>,<index2>) . . test of almost equality
**
**  'AlmostEqual' tests if tree(<tree1>, index1) is almost equal to
**  tree(<tree2>, index2).  'AlmostEqual' returns 1
**  if these trees are almost equal,  and 0 otherwise.  <index1> has to be
**  a positive integer less or equal to the number of nodes of <tree1>,
**  and <index2> has to be a positive integer less or equal to the number of
**  nodes of <tree2>.
*/

static Int AlmostEqual(Obj tree1, Int index1, Obj tree2, Int index2)
{
    UInt   k, schranke; // loop variable
    /*  First the two top nodes of tree(<tree1>, index1) and
    **  tree(<tree2>, index2) (that are (<tree1>, index1) and
    **  (<tree2, index2) ) are compared by testing the equality of the 2-nd,
    **  5-th and 6-th entries the nodes.                                    */

    if ( DT_GEN(tree1, index1) != DT_GEN(tree2, index2) )
        return  0;
    if ( DT_SIDE(tree1, index1) != DT_SIDE(tree2, index2)  )
        return  0;
    if ( DT_LENGTH(tree1, index1) != DT_LENGTH(tree2, index2)  )
        return  0;
    /*  For the comparison of the remaining nodes of tree(<tree1>, index1)
    **  and tree(<tree2>, index2) it is also necessary to compare the first
    **  entries of the nodes.  Note that we know at this point,  that
    **  tree(<tree1>, index1) and tree(<tree2>, index2) have the same number
    **  of nodes                                                             */

    schranke = index1 + DT_LENGTH(tree1, index1);
    for (k = index1 + 1;  k < schranke;  k++ )
    {
        if ( DT_GEN(tree1, k) != DT_GEN(tree2, k + index2 - index1 ) )
            return  0;
        if ( DT_POS(tree1, k) != DT_POS(tree2, k + index2 - index1 ) )
            return  0;
        if ( DT_SIDE(tree1, k)    !=
             DT_SIDE(tree2, k + index2 - index1)  )
            return  0;
        if ( DT_LENGTH(tree1, k) != DT_LENGTH(tree2, k + index2 - index1) )
            return  0;
    }
    return  1;
}


/*****************************************************************************
**
*F  Equal(<tree1>,<index1>,<tree2>,<index2>) . . . . . . . . test of equality
**
**  'Equal' tests if tree(<tree1>, index1) is equal to
**  tree(<tree2>, index2).  'Equal' returns 1
**  if these trees are  equal,  and 0 otherwise.  <index1> has to be
**  a positive integer less or equal to the number of nodes of <tree1>,
**  and <index2> has to be a positive integer less or equal to the number of
**  nodes of <tree2>.
*/

static Int Equal(Obj tree1, Int index1, Obj tree2, Int index2)
{
    UInt   k, schranke; // loop variable

    /*  Each node of tree(<tree1>, index1) is compared to the corresponding
    **  node of tree(<tree2>, index2) by testing the equality of the 1-st,
    **  2-nd,  5-th and 6-th nodes.                                          */

    schranke = index1 + DT_LENGTH(tree1, index1);
    for (k=index1; k < schranke;  k++)
    {
        if ( DT_GEN(tree1, k) != DT_GEN(tree2, k + index2 - index1 ) )
            return  0;
        if ( DT_POS(tree1, k) != DT_POS(tree2, k + index2 - index1 ) )
            return  0;
        if ( DT_SIDE(tree1, k)   !=
             DT_SIDE(tree2, k + index2 - index1)   )
            return  0;
        if ( DT_LENGTH(tree1, k) != DT_LENGTH(tree2, k + index2 - index1) )
            return  0;
    }
    return  1;
}


/****************************************************************************
**
*F  Mark2(<tree>,<index1>,<reftree>,<index2>) . . find all subtrees of
**                                                tree(<tree>, index1) which
**                                                are almost equal to
**                                                tree(<reftree>, index2)
**
**  'Mark2' determines all subtrees of tree(<tree>, index1) that are almost
**  equal to tree(<reftree>, index2).  'Mark2' marks the top nodes of these
**  trees and returns a list of lists <list> such that <list>[i]
**  for each subtree <a> of <tree> which is  almost equal to
**  tree(<reftree>, index2) and for which pos(<a>) = i holds contains an
**  integer describing the position of the top node of <a> in <tree>.
**  For example <list>[i] = [j, k] means that tree(<tree>, j) and
**  tree(<tree>, k) are almost equal to tree(<reftree>, index2) and
**  that pos(tree(<tree>, j) = pos(tree(<tree>, k) = i holds.
**
**  <index1> has to be a positive integer less or equal to the number of nodes
**  of <tree>,  and <index2> has to be a positive integer less or equal to
**  the number of nodes of <reftree>.
*/

static Obj Mark2(Obj tree, Int index1, Obj reftree, Int index2)
{
    UInt    i, // loop variable
            len;
    Obj     new,
            list, // list to return
            refgen;

    // initialize <list>
    list = NEW_PLIST(T_PLIST, 0);
    i = index1;
    len = index1 + DT_LENGTH(tree, index1) - 1;
    refgen = DT_GEN(reftree, index2);
    while( i <= len )
    {
        /*  skip all nodes (<tree>, i) with
        **  num(<tree>, i) > num(<reftree>, index)     */

        while( i < len     &&
               DT_GEN(tree, i) > refgen   )
            i++;
        if ( AlmostEqual(tree, i, reftree, index2) )
        {
            DT_MARK(tree, i);
            // if <list> is too small grow it appropriately
            if ( LEN_PLIST(list) < INT_INTOBJ( DT_POS(tree, i) )  )
            {
                GROW_PLIST(list, INT_INTOBJ( DT_POS(tree, i) ) );
                SET_LEN_PLIST(list, INT_INTOBJ( DT_POS(tree, i) )  );
            }
            /*  if <list> has no entry at position pos(tree(<tree>, i))
            **  create a new list <new>,  assign it to list at position
            **  pos(tree(<tree>, i)),  and add i to <new>                  */

            if ( ELM_PLIST(list, INT_INTOBJ( DT_POS(tree, i) )  )  ==  0)
            {
                new = NewPlistFromArgs(INTOBJ_INT(i));
                SET_ELM_PLIST(list, INT_INTOBJ( DT_POS(tree, i) ),  new);
                // tell gasman that list has changed
                CHANGED_BAG(list);
            }
            // add i to <list>[ pos(tree(<tree>, i)) ]
            else
            {
                new = ELM_PLIST(list, INT_INTOBJ( DT_POS(tree, i) )  );
                PushPlist(new, INTOBJ_INT(i) );
            }
        }
        /*  Since num(a) < num(b) holds for all subtrees <a> of an arbitrary
        **  tree <b> we can now skip the whole tree rooted at (<tree>, i).
        **  If (<tree>, i) is the left subnode of another node we can even
        **  skip the tree rooted at that node,  because of
        **  num( right(a) )  <  num( left(a) ) for all trees <a>.
        **  Note that (<tree>, i) is the left subnode of another node,  if and
        **  only if the previous node (<tree>, i-1) is not an atom. In this
        **  case (<tree>, i) is the left subnode of (<tree>, i-1).          */

        if ( DT_LENGTH(tree, i-1) == 1 )
            // skip tree(<tree>, i)
            i = i + DT_LENGTH(tree, i);
        else
            // skip tree(<tree>, i-1)
            i = i - 1 + DT_LENGTH(tree, i-1);
    }
    return  list;
}


/*****************************************************************************
**
*F  FindTree(<tree>, <index>)
**
**  'FindTree' looks for a subtree <a> of tree(<tree>, index) such that
**  the top node of
**  <a> is not marked but all the other nodes of <a> are marked.  It is
**  assumed that if the top node of a subtree <b> of tree(<tree>, index)
**  is marked,  all
**  nodes of <b> are marked.  Hence it suffices to look for a subtree <a>
**  of <tree> such that the top node of <a> is unmarked and the left and the
**  right node of <a> are marked.  'FindTree' returns an integer <i> such
**  that tree(<tree> ,i) has the properties mentioned above.  If such a tree
**  does not exist 'Findtree' returns 0 (as C integer).  Note that this holds
**  if and only if tree(<tree>, index) is marked.
*/

static UInt FindTree(Obj tree, Int indexx)
{
    UInt   i; // loop variable

    // return 0 if (<tree>, indexx) is marked
    if ( DT_IS_MARKED(tree, indexx) )
        return  0;
    i = indexx;
    /*  loop over all nodes of tree(<tree>, indexx) to find a tree with the
    **  properties described above.                                       */

    while( i < indexx + DT_LENGTH(tree, indexx)  )
    {
        // skip all nodes that are unmarked and rooting non-atoms
        while( !( DT_IS_MARKED(tree, i) )  &&  DT_LENGTH(tree, i) > 1  )
            i++;
        /*  if (<tree>, i) is unmarked we now know that tree(<tree>, i) is
        **  an atom and we can return i.  Note that an unmarked atom has the
        **  desired properties.                                             */

        if ( !( DT_IS_MARKED(tree, i) )  )
            return  i;
        // go to the previous node
        i--;
        /*  If the right node of tree(<tree>, i) is marked return i.
        **  Else go to the right node of tree(<tree>, i).                    */

        if  ( DT_IS_MARKED(tree, DT_RIGHT(tree, i) )  )
            return   i;
        i = DT_RIGHT(tree, i);
    }
    return 0;
}


/****************************************************************************
**
*F  MakeFormulaVector(<tree>, <pr>) . . . . . . . . . compute the polynomial
**                                                    g_<tree> for <tree>
**
**  'MakeFormulaVector' returns the polynomial g_<tree> for a tree <tree>
**  and a pc-presentation <pr> of a nilpotent group.  This polynomial g_<tree>
**  is a product of binomial coefficients with a coefficient c ( see the
**  header of this file ).
**
**  For the calculation of the coefficient c the top node of <tree> is ignored
**  because it can happen that trees are equal except for the top node.
**  Hence it suffices to compute the formula vector for one of these trees.
**  Then we get the "correct" coefficient for the polynomial for each <tree'>
**  of those trees by multiplying the coefficient given by the formula vector
**  with c_( num(left(<tree'>)),  num(right(<tree'>));  num(<tree'>) ).  This
**  is also the reason for storing num(left(<tree>)) and num(right(<tree>))
**  in the formula vector.
**
**  'MakeFormulaVector' only returns correct results if all nodes of <tree>
**  are unmarked.
*/

static Obj MakeFormulaVector(Obj tree, Obj pr)
{
    UInt  i, // denominator of a binomial coefficient
          j, // loop variable
          u; // node index
    Obj   rel, // stores relations of <pr>
          vec, // stores formula vector to return
          prod,// stores the product of two integers
          gen;

    // initialize <vec> and set the first four elements
    vec = NewPlistFromArgs(INTOBJ_INT(0), INTOBJ_INT(1),
                           DT_GEN(tree, DT_LEFT(tree, 1)),
                           DT_GEN(tree, DT_RIGHT(tree, 1)));
    /*  loop over all almost equal classes of subtrees of <tree> except for
    **  <tree> itself.                                                    */

    u = FindTree(tree, 1);
    while( u > 1 )
    {
        /*  mark all subtrees of <tree> almost equal to tree(<tree>, u) and
        **  get the number of different trees in this almost equal class    */

        i = Mark(tree, tree, u);
        /*  if tree(<tree>, u) is an atom from the Right-hand word append
        **  [ 0, i ] to <vec>                                               */

        if  ( DT_SIDE(tree, u) == RIGHT )
        {
            GROW_PLIST(vec, LEN_PLIST(vec)+2);
            SET_LEN_PLIST(vec, LEN_PLIST(vec)+2);
            SET_ELM_PLIST(vec, LEN_PLIST(vec)-1, INTOBJ_INT(0) );
            SET_ELM_PLIST(vec, LEN_PLIST(vec), INTOBJ_INT(i) );
        }
        /*  if tree(<tree>, u) is an atom from the Left-hand word append
        **  [ num(tree(<tree>, u)), i ] to <vec>                            */

        else if  ( DT_SIDE(tree, u) == LEFT)
        {
            GROW_PLIST(vec, LEN_PLIST(vec)+2);
            SET_LEN_PLIST(vec, LEN_PLIST(vec)+2);
            SET_ELM_PLIST(vec, LEN_PLIST(vec)-1, DT_GEN(tree, u) );
            SET_ELM_PLIST(vec, LEN_PLIST(vec), INTOBJ_INT(i) );
        }
        /*  if tree(<tree>, u) is not an atom multiply
        **  <vec>[2] with binomial(d, i) where
        **  d = c_(num(left(<tree>,u)), num(right(<tree>,u)); num(<tree>,u)) */

        else
        {
            j = 3;
            rel = ELM_PLIST( ELM_PLIST(pr, INT_INTOBJ( DT_GEN(tree,
                                                        DT_LEFT(tree, u) ) ) ),
                             INT_INTOBJ( DT_GEN(tree, DT_RIGHT(tree, u) ) )  );
            gen = DT_GEN(tree, u);
            while ( 1  )
            {
                if ( ELM_PLIST(rel, j) == gen  )
                {
                    prod = ProdInt(ELM_PLIST(vec, 2),
                                   BinomialInt(ELM_PLIST(rel, j+1),
                                            INTOBJ_INT(i)        )        );
                    SET_ELM_PLIST(vec,  2, prod);
                    // tell gasman that vec has changed
                    CHANGED_BAG(vec);
                    break;
                }
                j+=2;
            }
        }
        u = FindTree(tree, 1);
    }
    return vec;
}


/**************************************************************************
**
*F  FuncMakeFormulaVector(<self>,<tree>,<pr>) . . . . . compute the formula
**                                                      vector for <tree>
**
**  'FuncMakeFormulaVector' implements the internal function
**  'MakeFormulaVector(<tree>, <pr>)'.
**
**  'MakeFormulaVector(<tree>, <pr>)'
**
**  'MakeFormulaVector' returns the formula vector for the tree <tree> and
**  the pc-presentation <pr>.
*/

static Obj FuncMakeFormulaVector(Obj self, Obj tree, Obj pr)
{
    if  (LEN_PLIST(tree) == 5)
        ErrorMayQuit(" has to be a non-atom", 0, 0);
    return  MakeFormulaVector(tree, pr);
}


/****************************************************************************
**
*F  Leftof(<tree1>,<index1>,<tree2>,<index2>) . . . . test if one tree is left
**                                                    of another tree
**
**  'Leftof' returns 1 if tree(<tree1>, index1) is left of tree(<tree2>,index2)
**  in the word being collected at the first instance,  that
**  tree(<tree1>, index1) and tree(<tree2>, index2) both occur. It is assumed
**  that tree(<tree1>, index1) is not equal to tree(<tree2>, index2).
*/

static Int Leftof(Obj tree1, Int index1, Obj tree2, Int index2)
{
    if  ( DT_LENGTH(tree1, index1) ==  1  &&  DT_LENGTH(tree2, index2) == 1 ) {
        if (DT_SIDE(tree1, index1) == LEFT && DT_SIDE(tree2, index2) == RIGHT)
            return  1;
        else if  (DT_SIDE(tree1, index1) == RIGHT  &&
                  DT_SIDE(tree2, index2) == LEFT         )
            return  0;
        else if (DT_GEN(tree1, index1) == DT_GEN(tree2, index2)  )
            return ( DT_POS(tree1, index1) < DT_POS(tree2, index2) );
        else
            return ( DT_GEN(tree1, index1) < DT_GEN(tree2, index2) );
    }
    if  ( DT_LENGTH(tree1, index1) > 1                         &&
          DT_LENGTH(tree2, index2) > 1                         &&
          Equal( tree1, DT_RIGHT(tree1, index1) ,
                 tree2, DT_RIGHT(tree2, index2)    )                    )
    {
        if  ( Equal( tree1, DT_LEFT(tree1, index1),
                     tree2, DT_LEFT(tree2, index2)  )     ) {
            if  ( DT_GEN(tree1, index1) == DT_GEN(tree2, index2)  )
                return   ( DT_POS(tree1, index1) < DT_POS(tree2, index2) );
            else
                return   ( DT_GEN(tree1, index1) < DT_GEN(tree2, index2) );
        }
    }
    if( Earlier(tree1, index1, tree2, index2)  )
        return  !Leftof2( tree2, index2, tree1, index1);
    else
        return  Leftof2( tree1, index1, tree2, index2);
}


/*****************************************************************************
**
*F  Leftof2(<tree1>,<index1>,<tree2>,<index2>) . . . . . test if one tree is
**                                                       left of another tree
**
**  'Leftof2' returns 1 if tree(<tree1>, index1) is left of
**  tree(<tree2>,index2)in the word being collected at the first instance,
**  that tree(<tree1>, index1) and tree(<tree2>, index2) both occur.  It is
**  assumed that tree(<tree2>, index2) occurs earlier than
**  tree(<tree1>,index1).  Furthermore it is assumed that if both
**  tree(<tree1>, index1) and tree(<tree2>, index2) are non-atoms,  then their
**  right trees and their left trees are not equal.
*/

static Int Leftof2(Obj tree1, Int index1, Obj tree2, Int index2)
{
    if  ( DT_GEN(tree2, index2) < DT_GEN(tree1, DT_RIGHT(tree1, index1) )  )
        return  0;
    else if  (Equal(tree1, DT_RIGHT(tree1, index1), tree2, index2 )  )
        return  0;
    else if  (DT_GEN(tree2, index2) == DT_GEN(tree1, DT_RIGHT(tree1, index1)) )
        return  Leftof(tree1, DT_RIGHT(tree1, index1), tree2, index2 );
    else if  (Equal(tree1, DT_LEFT(tree1, index1), tree2, index2) )
        return  0;
    else
        return  Leftof(tree1, DT_LEFT(tree1, index1), tree2, index2);
}


/****************************************************************************
**
*F  Earlier(<tree1>,<index1>,<tree2>,<index2>) . . . test if one tree occurs
**                                                   earlier than another
**
**  'Earlier' returns 1 if tree(<tree1>, index1) occurs strictly earlier than
**  tree(<tree2>, index2).  It is assumed that at least one of these trees
**  is a non-atom. Furthermore it is assumed that if both of these trees are
**  non-atoms,  right(tree(<tree1>, index1) ) does not equal
**  right(tree(<tree2>, index2) ) or left(tree(<tree1>, index1) ) does not
**  equal left(tree(<tree2>, index2) ).
*/

static Int Earlier(Obj tree1, Int index1, Obj tree2, Int index2)
{
    if  ( DT_LENGTH(tree1, index1) == 1 )
        return  1;
    if  ( DT_LENGTH(tree2, index2) == 1 )
        return  0;
    if ( Equal(tree1, DT_RIGHT(tree1, index1),
               tree2, DT_RIGHT(tree2, index2)  ) )
        return Leftof(tree1, DT_LEFT(tree2, index2),
                      tree2, DT_LEFT(tree1, index1)  );
    if  ( DT_GEN(tree1, DT_RIGHT(tree1, index1) )  ==
          DT_GEN(tree2, DT_RIGHT(tree2, index2) )            )
        return  Leftof( tree1, DT_RIGHT(tree1, index1) ,
                        tree2, DT_RIGHT(tree2, index2)      );
    return  (DT_GEN(tree1, DT_RIGHT(tree1, index1) )   <
             DT_GEN(tree2, DT_RIGHT(tree2, index2) )      );
}


/****************************************************************************
**
**  GetPols( <list>, <pr>, <pols> )
**
**  GetPols computes all representatives which are represented by the
**  pseudorepresentative <list>,  converts them all into the corresponding
**  deep thought monomial and stores all these monomials in the list <pols>.
*/


// See below:
static void GetReps(Obj list, Obj reps);
static void FindNewReps2(Obj tree, Obj reps, Obj pr);

static void GetPols(Obj list, Obj pr, Obj pols)
{
    Obj    lreps,
           rreps,
           tree,
           tree1;
    UInt   i,j,k,l, lenr, lenl, len;

    lreps = NEW_PLIST(T_PLIST, 2);
    rreps = NEW_PLIST(T_PLIST, 2);
    /*  get the representatives that are represented by <list>[1] and those
    **  which are represented by <list>[2].                                 */

    GetReps( ELM_PLIST(list, 1), lreps );
    GetReps( ELM_PLIST(list, 2), rreps );
    lenr = LEN_PLIST(rreps);
    lenl = LEN_PLIST(lreps);
    for  (i=1; i<=lenl; i++)
        for  (j=1; j<=lenr; j++)
            {
                /* now get all representatives, which can be constructed from
                ** <lreps>[<i>] and <rreps>[<j>] and add the corresponding
                ** deep thought monomials to <pols>                         */

                k = LEN_PLIST( ELM_PLIST(lreps, i) )
                  + LEN_PLIST( ELM_PLIST(rreps, j) ) + 5;/* m"ogliche Inkom-*/
                tree = NEW_PLIST(T_PLIST, k);            /* patibilit"at nach*/
                SET_LEN_PLIST(tree, k);        /*"Anderung der Datenstruktur */
                SET_ELM_PLIST(tree, 1, INTOBJ_INT(1) );
                SET_ELM_PLIST(tree, 2, ELM_PLIST( list, 3) );
                SET_ELM_PLIST(tree, 3, INTOBJ_INT(0) );
                SET_ELM_PLIST(tree, 4, INTOBJ_INT((int)(k/5)) );
                SET_ELM_PLIST(tree, 5, INTOBJ_INT(0) );
                tree1 = ELM_PLIST(lreps, i);
                len = LEN_PLIST( tree1 );
                for  (l=1; l<=len; l++)
                    SET_ELM_PLIST(tree, l+5, ELM_PLIST(tree1, l) );
                k = LEN_PLIST(tree1) + 5;
                tree1 = ELM_PLIST(rreps, j);
                len = LEN_PLIST( tree1 );
                for  (l=1; l<=len; l++)
                    SET_ELM_PLIST(tree, l+k, ELM_PLIST(tree1, l) );
                UnmarkTree(tree);
                FindNewReps2(tree, pols, pr);
            }
}



/****************************************************************************
**
*F  FuncGetPols( <self>, <list>, <pr>, <pols> )
**
**  FuncGetPols implements the internal function GetPols.
*/


static Obj FuncGetPols(Obj self, Obj list, Obj pr, Obj pols)
{
    if  (LEN_PLIST(list) != 4)
        ErrorMayQuit(" must be a generalised representative not a tree",
                     0, 0);
    GetPols(list, pr, pols);
    return (Obj) 0;
}



/****************************************************************************
**
*F  GetReps( <list>, <reps> )
**
**  GetReps computes all representatives which are represented by the
**  pseudorepresentative <list> and adds them to the list <reps>.
*/


// See below:
static void FindNewReps1(Obj tree, Obj reps);

static void GetReps(Obj list, Obj reps)
{
    Obj    lreps,
           rreps,
           tree,
           tree1;
    UInt   i,j,k,l, lenr, lenl, len;;

    if  ( LEN_PLIST(list) != 4 )
    {
        SET_ELM_PLIST(reps, 1, list);
        SET_LEN_PLIST(reps, 1);
        return;
    }
    lreps = NEW_PLIST(T_PLIST, 2);
    rreps = NEW_PLIST(T_PLIST, 2);
    /* now get all representatives which are represented by <list>[1] and
    ** all representatives which are represented by <list>[2].           */

    GetReps( ELM_PLIST(list, 1), lreps );
    GetReps( ELM_PLIST(list, 2), rreps );
    lenl = LEN_PLIST( lreps );
    lenr = LEN_PLIST( rreps );
    for  (i=1; i<=lenl; i++)
        for  (j=1; j<=lenr; j++)
        {
            /* compute all representatives which can be constructed from
            ** <lreps>[<i>] and <rreps>[<j>] and add them to <reps>.   */

            k = LEN_PLIST( ELM_PLIST(lreps, i) )
                + LEN_PLIST( ELM_PLIST(rreps, j) ) + 5;/* m"ogliche Inkom-*/
            tree = NEW_PLIST(T_PLIST, k);            /* patibilit"at nach*/
            SET_LEN_PLIST(tree, k);        /*"Anderung der Datenstruktur */
            SET_ELM_PLIST(tree, 1, INTOBJ_INT(1) );
            SET_ELM_PLIST(tree, 2, ELM_PLIST( list, 3) );
            SET_ELM_PLIST(tree, 3, INTOBJ_INT(0) );
            SET_ELM_PLIST(tree, 4, INTOBJ_INT((int)(k/5)) );
            if ( IS_INTOBJ( ELM_PLIST(list, 4) ) &&
                   CELM(list, 4) < 100 && CELM(list, 4) > 0 )
                SET_ELM_PLIST(tree, 5, ELM_PLIST(list, 4) );
            else
                SET_ELM_PLIST(tree, 5, INTOBJ_INT(0) );
            tree1 = ELM_PLIST(lreps, i);
            len = LEN_PLIST( tree1 );
            for  (l=1; l<=len; l++)
                SET_ELM_PLIST(tree, l+5, ELM_PLIST(tree1, l) );
            k = LEN_PLIST(tree1) + 5;
            tree1 = ELM_PLIST(rreps, j);
            len = LEN_PLIST( tree1 );
            for  (l=1; l<=len; l++)
                SET_ELM_PLIST(tree, l+k, ELM_PLIST(tree1, l) );
            UnmarkTree(tree);
            FindNewReps1(tree, reps);
        }
}


/**************************************************************************
**
*F  FindNewReps(<tree>,<reps>,<pr>,<max>) . . construct new representatives
**
**  'FindNewReps' constructs all trees <tree'> with the following properties.
**  1) left(<tree'>) is equivalent to left(<tree>).
**     right(<tree'>) is equivalent to right(<tree>).
**     num(<tree'>) = num(<tree>)
**  2) <tree'> is the least tree in its equivalence class.
**  3) for each marked node of (<tree>, i) of <tree> tree(<tree>, i) is equal
**     to tree(<tree'>, i).
**  There are three versions of FindNewReps. FindNewReps1 adds all found
**  trees to the list <reps>.  This version is called by GetReps.
**  FindNewReps2 computes for each found tree the corresponding deep thought
**  monomial adds these deep thought monomials to <reps>.  This version
**  is called from GetPols.
**  The third version FindNewReps finally assumes that <reps> is the list of
**  pseudorepresentatives. This Version adds all found trees to <reps> and
**  additionally all trees, that fulfill 1), 2) and 3) except for
**  num(<tree'>) = num(<tree>).  This version is called from the library
**  function calrepsn.
**  It is assumed that both left(<tree>) and right(<tree>) are the least
**  elements in their equivalence class.
*/


// See below:
static void FindSubs1(Obj tree,
                      Int x,
                      Obj list1,
                      Obj list2,
                      Obj a,
                      Obj b,
                      Int al,
                      Int ar,
                      Int bl,
                      Int br,
                      Obj reps);

static void FindNewReps1(Obj tree, Obj reps)
{
    Obj   y,           // stores a copy of <tree>
          lsubs,       /*  stores pos(<subtree>) for all subtrees of
                       **  left(<tree>) in a given almost equal class    */


          rsubs,       /*  stores pos(<subtree>) for all subtrees of
                       **  right(<tree>) in the same almost equal class  */


          llist,       /*  stores all elements of an almost equal class
                       **  of subtrees of left(<tree>)                   */


          rlist;       /*  stores all elements of the same almost equal
                       **  class of subtrees of right(<tree>)            */

    Int   a,           // stores a subtree of right((<tree>)
          n,           // Length of lsubs
          m,           // Length of rsubs
          i;           // loop variable

    /*  get a subtree of right(<tree>) which is unmarked but whose
    **  subtrees are all marked                                          */

    a = FindTree(tree, DT_RIGHT(tree, 1) );
    /*  If we do not find such a tree we at the bottom of the recursion.
    **  If leftof(left(<tree>),  right(<tree>) ) holds we add all <tree>
    **  to <reps>.                                                       */

    if  ( a == 0 )
    {
        if ( Leftof(tree, DT_LEFT(tree, 1), tree, DT_RIGHT(tree, 1) )  )
        {
            y = ShallowCopyPlist(tree);
            AssPlist(reps, LEN_PLIST(reps) + 1, y);
        }
        return;
    }
    /*  get all subtrees of left(<tree>) which are almost equal to
    **  tree(<tree>, a) and mark them                                  */

    llist = Mark2(tree, DT_LEFT(tree, 1), tree, a);
    /*  get all subtrees of right(<tree>) which are almost equal to
    **  tree(<tree>, a) and mark them                                  */

    rlist = Mark2(tree, DT_RIGHT(tree, 1), tree, a);
    n = LEN_PLIST(llist);
    m = LEN_PLIST(rlist);
    /*  if no subtrees of left(<tree>) almost equal to
    **  tree(<tree>, a) have been found there is no possibility
    **  to change the pos-argument in the trees stored in llist and
    **  rlist,  so call FindNewReps without changing any pos-arguments.
    */

    if  ( n == 0 )
    {
        FindNewReps1(tree, reps);
        // unmark all top nodes of the trees stored in rlist
        UnmarkAEClass(tree, rlist);
        return;
    }
    /*  store all pos-arguments that occur in the trees of llist.
    **  Note that the set of the pos-arguments in llist actually
    **  equals {1,...,n}.                                              */

    lsubs = NEW_PLIST( T_PLIST, n );
    SET_LEN_PLIST(lsubs, n);
    for (i=1; i<=n; i++)
        SET_ELM_PLIST(lsubs, i, INTOBJ_INT(i) );
    /*  store all pos-arguments that occur in the trees of rlist.
    **  Note that the set of the pos-arguments in rlist actually
    **  equals {1,...,m}.                                              */

    rsubs = NEW_PLIST( T_PLIST, m );
    SET_LEN_PLIST(rsubs, m);
    for (i=1; i<=m; i++)
        SET_ELM_PLIST(rsubs, i, INTOBJ_INT(i) );
    /*  find all possibilities for lsubs and rsubs such that
    **  lsubs[1] < lsubs[2] <...<lsubs[n],
    **  rsubs[1] < rsubs[2] <...<rsubs[n],
    **  and set(lsubs concat rsubs) equals {1,...,k} for a positive
    **  integer k.  For each found lsubs and rsubs 'FindSubs' changes
    **  pos-arguments of the subtrees in llist and rlist accordingly
    **  and  then calls 'FindNewReps' with the changed tree <tree>.
    */

    FindSubs1(tree, a, llist, rlist, lsubs, rsubs, 1, n, 1, m, reps);
    /*  Unmark the subtrees of <tree> in llist and rlist and reset
    **  pos-arguments to the original state.                            */

    UnmarkAEClass(tree, rlist);
    UnmarkAEClass(tree, llist);
}

// See below:
static void FindSubs2(Obj tree,
                      Int x,
                      Obj list1,
                      Obj list2,
                      Obj a,
                      Obj b,
                      Int al,
                      Int ar,
                      Int bl,
                      Int br,
                      Obj reps,
                      Obj pr);

static void
FindNewReps2(Obj tree, Obj reps, Obj pr /*  pc-presentation for a
                                         **  nilpotent group <G> */

)
{
    Obj   lsubs,       /*  stores pos(<subtree>) for all subtrees of
                       **  left(<tree>) in a given almost equal class    */


          rsubs,       /*  stores pos(<subtree>) for all subtrees of
                       **  right(<tree>) in the same almost equal class  */


          llist,       /*  stores all elements of an almost equal class
                       **  of subtrees of left(<tree>)                   */


          rlist;       /*  stores all elements of the same almost equal
                       **  class of subtrees of right(<tree>)            */

    Int   a,           // stores a subtree of right((<tree>)
          n,           // Length of lsubs
          m,           // Length of rsubs
          i;           // loop variable

    /*  get a subtree of right(<tree>) which is unmarked but whose
    **  subtrees are all marked                                          */

    a = FindTree(tree, DT_RIGHT(tree, 1) );
    /*  If we do not find such a tree we at the bottom of the recursion.
    **  If leftof(left(<tree>),  right(<tree>) ) holds we convert <tree>
    **  into the corresponding deep thought monomial and add that to
    **  <reps>.                                                          */

    if  ( a == 0 )
    {
        if ( Leftof(tree, DT_LEFT(tree, 1), tree, DT_RIGHT(tree, 1) )  )
        {
                /*  get the formula vector of tree and add it to
                **  reps[ rel[1] ].                                */

            UnmarkTree(tree);
            tree = MakeFormulaVector( tree, pr);
            CALL_3ARGS(Dt_add, tree, reps, pr);
        }
        return;
    }
    /*  get all subtrees of left(<tree>) which are almost equal to
    **  tree(<tree>, a) and mark them                                  */

    llist = Mark2(tree, DT_LEFT(tree, 1), tree, a);
    /*  get all subtrees of right(<tree>) which are almost equal to
    **  tree(<tree>, a) and mark them                                  */

    rlist = Mark2(tree, DT_RIGHT(tree, 1), tree, a);
    n = LEN_PLIST(llist);
    m = LEN_PLIST(rlist);
    /*  if no subtrees of left(<tree>) almost equal to
    **  tree(<tree>, a) have been found there is no possibility
    **  to change the pos-argument in the trees stored in llist and
    **  rlist,  so call FindNewReps without changing any pos-arguments.
    */

    if  ( n == 0 )
    {
        FindNewReps2(tree, reps, pr);
        // unmark all top nodes of the trees stored in rlist
        UnmarkAEClass(tree, rlist);
        return;
    }
    /*  store all pos-arguments that occur in the trees of llist.
    **  Note that the set of the pos-arguments in llist actually
    **  equals {1,...,n}.                                              */

    lsubs = NEW_PLIST( T_PLIST, n );
    SET_LEN_PLIST(lsubs, n);
    for (i=1; i<=n; i++)
        SET_ELM_PLIST(lsubs, i, INTOBJ_INT(i) );
    /*  store all pos-arguments that occur in the trees of rlist.
    **  Note that the set of the pos-arguments in rlist actually
    **  equals {1,...,m}.                                              */

    rsubs = NEW_PLIST( T_PLIST, m );
    SET_LEN_PLIST(rsubs, m);
    for (i=1; i<=m; i++)
        SET_ELM_PLIST(rsubs, i, INTOBJ_INT(i) );
    /*  find all possibilities for lsubs and rsubs such that
    **  lsubs[1] < lsubs[2] <...<lsubs[n],
    **  rsubs[1] < rsubs[2] <...<rsubs[n],
    **  and set(lsubs concat rsubs) equals {1,...,k} for a positive
    **  integer k.  For each found lsubs and rsubs 'FindSubs' changes
    **  pos-arguments of the subtrees in llist and rlist accordingly
    **  and  then calls 'FindNewReps' with the changed tree <tree>.
    */

    FindSubs2(tree, a, llist, rlist, lsubs, rsubs, 1, n, 1, m, reps, pr);
    /*  Unmark the subtrees of <tree> in llist and rlist and reset
    **  pos-arguments to the original state.                            */

    UnmarkAEClass(tree, rlist);
    UnmarkAEClass(tree, llist);
}


static void FindNewReps(Obj tree,
                        Obj reps,
                        Obj pr, /*  pc-presentation for a
                                **  nilpotent group <G>                 */


                        Obj max /*  every generator <g_i> of <G> with
                                **  i > max lies in the center of <G>   */

)
{
    Obj   y,           // stores a copy of <tree>
          lsubs,       /*  stores pos(<subtree>) for all subtrees of
                       **  left(<tree>) in a given almost equal class    */


          rsubs,       /*  stores pos(<subtree>) for all subtrees of
                       **  right(<tree>) in the same almost equal class  */


          llist,       /*  stores all elements of an almost equal class
                       **  of subtrees of left(<tree>)                   */


          rlist,       /*  stores all elements of the same almost equal
                       **  class of subtrees of right(<tree>)            */

          list1,       // stores a sublist of <reps>
          rel;         // stores a commutator relation from <pr>
    Int   a;           // stores a subtree of right((<tree>)
    UInt  n,           // Length of lsubs
          m,           // Length of rsubs
          i, lenrel;   // loop variable

    /*  get a subtree of right(<tree>) which is unmarked but whose
    **  subtrees are all marked                                          */

    a = FindTree(tree, DT_RIGHT(tree, 1) );
    /*  If we do not find such a tree we at the bottom of the recursion.
    **  If leftof(left(<tree>),  right(<tree>) ) holds we add all trees
    **  <tree'> with left(<tree'>) = left(<tree>),
    **  right(<tree'>) = right(<tree>) to <reps>,  and <tree'> is the
    **  least element in its equivalence class.  Note that for such a
    **  tree we have pos(<tree'>) = 1 and num(<tree'>) = j where j is a
    **  positive integer for which
    **  c_( num(left(<tree>),  num(right(<tree>)), j ) does not equal
    **  0.  These integers are contained in the list
    **  pr[ num(left(<tree>)) ][ num(right(<tree>)) ].             */

    if  ( a == 0 )
    {
        if ( Leftof(tree, DT_LEFT(tree, 1), tree, DT_RIGHT(tree, 1) )  )
        {
            // get  pr[ num(left(<tree>)) ][ num(right(<tree>)) ]
            rel = ELM_PLIST( ELM_PLIST(pr, INT_INTOBJ( DT_GEN(tree,
                                                         DT_LEFT(tree, 1)))) ,
                             INT_INTOBJ( DT_GEN(tree, DT_RIGHT(tree, 1) ) )  );
            if  ( ELM_PLIST(rel, 3) > max )
            {
              UnmarkTree(tree);
              tree = MakeFormulaVector(tree, pr);
              list1 = ELM_PLIST(reps, CELM(rel, 3) );
              PushPlist(list1, tree);
            }
            else
            {
                y = ShallowCopyPlist(tree);
                lenrel = LEN_PLIST(rel);
                for  (  i=3;
                        i < lenrel  &&
                        ELM_PLIST(rel, i) <= max;
                        i+=2                                        )
                {
                    list1 = ELM_PLIST(reps, CELM(rel, i)  );
                    PushPlist(list1, y);
                }
            }
        }
        return;
    }
    /*  get all subtrees of left(<tree>) which are almost equal to
    **  tree(<tree>, a) and mark them                                  */

    llist = Mark2(tree, DT_LEFT(tree, 1), tree, a);
    /*  get all subtrees of right(<tree>) which are almost equal to
    **  tree(<tree>, a) and mark them                                  */

    rlist = Mark2(tree, DT_RIGHT(tree, 1), tree, a);
    n = LEN_PLIST(llist);
    m = LEN_PLIST(rlist);
    /*  if no subtrees of left(<tree>) almost equal to
    **  tree(<tree>, a) have been found there is no possibility
    **  to change the pos-argument in the trees stored in llist and
    **  rlist,  so call FindNewReps without changing any pos-arguments.
    */

    if  ( n == 0 )
    {
        FindNewReps(tree, reps, pr, max);
        // unmark all top nodes of the trees stored in rlist
        UnmarkAEClass(tree, rlist);
        return;
    }
    /*  store all pos-arguments that occur in the trees of llist.
    **  Note that the set of the pos-arguments in llist actually
    **  equals {1,...,n}.                                              */

    lsubs = NEW_PLIST( T_PLIST, n );
    SET_LEN_PLIST(lsubs, n);
    for (i=1; i<=n; i++)
        SET_ELM_PLIST(lsubs, i, INTOBJ_INT(i) );
    /*  store all pos-arguments that occur in the trees of rlist.
    **  Note that the set of the pos-arguments in rlist actually
    **  equals {1,...,m}.                                              */

    rsubs = NEW_PLIST( T_PLIST, m );
    SET_LEN_PLIST(rsubs, m);
    for (i=1; i<=m; i++)
        SET_ELM_PLIST(rsubs, i, INTOBJ_INT(i) );
    /*  find all possibilities for lsubs and rsubs such that
    **  lsubs[1] < lsubs[2] <...<lsubs[n],
    **  rsubs[1] < rsubs[2] <...<rsubs[n],
    **  and set(lsubs concat rsubs) equals {1,...,k} for a positive
    **  integer k.  For each found lsubs and rsubs 'FindSubs' changes
    **  pos-arguments of the subtrees in llist and rlist accordingly
    **  and  then calls 'FindNewReps' with the changed tree <tree>.
    */

    FindSubs(tree, a, llist, rlist, lsubs, rsubs, 1, n, 1, m, reps, pr, max);
    /*  Unmark the subtrees of <tree> in llist and rlist and reset
    **  pos-arguments to the original state.                            */

    UnmarkAEClass(tree, rlist);
    UnmarkAEClass(tree, llist);
}


/***************************************************************************
**
*F  FuncFindNewReps(<self>,<args>) . . . . . . construct new representatives
**
**  'FuncFindNewReps' implements the internal function 'FindNewReps'.
*/


static Obj FuncFindNewReps(Obj self, Obj tree, Obj reps, Obj pr, Obj max)
{

#ifdef TEST_TREE
    // test if <tree> is really a tree
    TestTree(tree);
#endif
    if (LEN_PLIST(tree) < 15)
        ErrorMayQuit(" must be a tree not a plain list", 0, 0);
    FindNewReps(tree, reps, pr, max);
    return  0;
}


/***************************************************************************
**
*F  TestTree(<obj>) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . test a tree
**
**  'TestTree' tests if <tree> is a tree. If <tree> is not a tree 'TestTree'
**  signals an error.
*/

#ifdef TEST_TREE
static void  TestTree(
               Obj     tree)
{
    if ( TNUM_OBJ(tree) != T_PLIST || LEN_PLIST(tree) % 7 != 0)
        ErrorMayQuit(
            " must be a plain list, whose length is a multiple of 7",
            0, 0);
    if ( DT_LENGTH(tree, 1) != LEN_PLIST(tree)/7 )
        ErrorMayQuit(" must be a tree, not a plain list", 0, 0);
    if ( DT_SIDE(tree, 1) >= DT_LENGTH(tree, 1) )
        ErrorMayQuit(" must be a tree, not a plain list", 0, 0);
    if ( DT_LENGTH(tree, 1) == 1)
    {
        if ( DT_SIDE(tree, 1) != LEFT && DT_SIDE(tree, 1) != RIGHT )
            ErrorMayQuit(" must be a tree, not a plain list", 0, 0);
        return;
    }
    if ( DT_SIDE(tree, 1) <= 1 )
        ErrorMayQuit(" must be a tree, not a plain list", 0, 0);
    if (DT_LENGTH(tree, 1) !=
          DT_LENGTH(tree, DT_LEFT(tree, 1)) +
          DT_LENGTH(tree, DT_RIGHT(tree, 1)) +
          1                                           )
        ErrorMayQuit(" must be a tree, not a plain list", 0, 0);
    if ( DT_SIDE(tree, 1) != DT_LENGTH(tree, DT_LEFT(tree, 1) ) + 1 )
        ErrorMayQuit(" must be a tree, not a plain list", 0, 0);
    TestTree( Part(tree, (DT_LEFT(tree, 1) - 1)*7,
                         (DT_RIGHT(tree, 1) - 1)*7                    )    );
    TestTree( Part(tree, (DT_RIGHT(tree, 1) - 1)*7,  LEN_PLIST(tree) ) );
}
#endif


/****************************************************************************
**
*F  Part(<list>, <pos1>, <pos2>)  . . . . . . . . . . . return a part of list
**
**  'Part' returns <list>{ [<pos1>+1 .. <pos2>] }.
*/

#ifdef TEST_TREE
static Obj    Part(
             Obj      list,
             Int      pos1,
             Int      pos2  )
{
    Int      i, length;
    Obj      part;

    length = pos2 - pos1;
    part = NEW_PLIST(T_PLIST, length);
    SET_LEN_PLIST(part, length);
    for (i=1; i <= length; i++)
    {
        SET_ELM_PLIST(part, i, ELM_PLIST(list, pos1+i) );
    }
    return part;
}
#endif


/***************************************************************************
**
*F  FindSubs(<tree>,<x>,<list1>,<list2>,<a>,<b>,<al>,<ar>,<bl>,<br>,<reps>,
**           <pr>,<max>  ) . . . . . . . . . find possible pos-arguments for
**                                           the trees in <list1> and <list2>
**
**  'FindSubs' finds all possibilities for a and b such that
**  1) a[1] < a[2] <..< a[ ar ]
**     b[1] < b[2] <..< b[ br ]
**  2) set( a concat b ) = {1,..,k} for a positive integer k.
**  3) a[1],...,a[ al-1 ] and b[1],..,b[ bl-1 ] remain unchanged.
**  For each found possibility 'FindSubs' sets the pos-arguments in the
**  trees of <list1> and <list2> according to the entries of <a> and
**  <b>.  Then it calls 'FindNewReps' with the changed tree <tree> as
v**  argument.
**
**  It is assumed that the conditions 1) and 2) hold for a{ [1..al-1] } and
**  b{ [1..bl-1] }.
**
**  There are three versions of FindSubs according to the three versions of
**  FindNewReps.  FindSubs1 is called from FindNewReps1 and calls
**  FindNewReps1.  FindSubs2 is called from FindNewReps2 and calls
**  FindNewReps2.  FindSubs is called from FindNewReps and calls FindNewReps.
*/


static void FindSubs1(Obj tree,
                      Int x,     // subtree of <tree>
                      Obj list1, /*  list containing all subtrees of
                                 **  left(<tree>) almost equal to
                                 **  tree(<tree>, x)                       */


                      Obj list2, /*  list containing all subtrees of
                                 **  right(<tree>) almost equal to
                                 **  tree(<tree>, x)                       */


                      Obj a, /*  list to change,  containing the
                             **  pos-arguments of the trees in list1   */


                      Obj b, /*  list to change,  containing the
                             **  pos-arguments of the trees in list2   */

                      Int al,
                      Int ar,
                      Int bl,
                      Int br,
                      Obj reps // list of representatives for all trees
)
{
   Int    i;  // loop variable

   // if <al> > <ar> or <bl> > <br> nothing remains to change.
   if (  al > ar  ||  bl > br  )
   {
       /*  Set the pos-arguments of the trees in <list1> and <list2>
       **  according to the entries of <a> and <b>.                         */

       SetSubs( list1, a, tree);
       SetSubs( list2, b, tree);
       FindNewReps1(tree, reps);
       return;
   }
   /*  If a[ ar] is bigger or equal to the boundary of pos(tree(<tree>, x)
   **  the execution of the statements in the body of this if-statement
   **  would have the consequence that some subtrees of <tree> in <list1>
   **  would get a pos-argument bigger than the boundary of
   **  pos(tree<tree>, x).  But since the trees in <list1> are almost
   **  equal to tree(<tree>, x) they have all the same boundary for their
   **  pos-argument as tree(<tree>, x).  So these statements are only
   **  executed when <a>[ar] is less than the boundary of
   **  pos(tree(<tree>, x).
   */

   if ( INT_INTOBJ( DT_MAX(tree, x) ) <= 0  ||
        ELM_PLIST(a, ar) < DT_MAX(tree, x)   )
   {
       for (i=al; i<=ar; i++)
           SET_ELM_PLIST(a, i, INTOBJ_INT( CELM(a,i) + 1 ) );
       FindSubs1(tree, x, list1, list2, a, b, al, ar, bl+1, br, reps);
       for  (i=al; i<=ar; i++)
           SET_ELM_PLIST(a, i, INTOBJ_INT( CELM(a, i) - 1  ) );
   }
   FindSubs1(tree, x, list1, list2, a, b, al+1, ar, bl+1, br, reps);
   /*  If b[ br] is bigger or equal to the boundary of pos(tree(<tree>, x)
   **  the execution of the statements in the body of this if-statement
   **  would have the consequence that some subtrees of <tree> in <list2>
   **  would get a pos-argument bigger than the boundary of
   **  pos(tree<tree>, x).  But since the trees in <list2> are almost
   **  equal to tree(<tree>, x) they have all the same boundary for their
   **  pos-argument as tree(<tree>, x).  So these statements are only
   **  executed when <b>[br] is less than the boundary of
   **  pos(tree(<tree>, x).
   */

   if ( INT_INTOBJ( DT_MAX(tree, x) ) <= 0  ||
        ELM_PLIST(b, br) < DT_MAX(tree, x)        )
   {
       for  (i=bl; i<=br; i++)
           SET_ELM_PLIST(b, i, INTOBJ_INT( CELM(b, i) + 1  ) );
       FindSubs1(tree, x, list1, list2, a, b, al+1, ar, bl, br, reps);
       for  (i=bl; i<=br; i++)
           SET_ELM_PLIST(b, i, INTOBJ_INT( CELM(b, i) - 1 ) );
   }
}


static void FindSubs2(Obj tree,
                      Int x,     // subtree of <tree>
                      Obj list1, /*  list containing all subtrees of
                                 **  left(<tree>) almost equal to
                                 **  tree(<tree>, x)                       */


                      Obj list2, /*  list containing all subtrees of
                                 **  right(<tree>) almost equal to
                                 **  tree(<tree>, x)                       */


                      Obj a, /*  list to change,  containing the
                             **  pos-arguments of the trees in list1   */


                      Obj b, /*  list to change,  containing the
                             **  pos-arguments of the trees in list2   */

                      Int al,
                      Int ar,
                      Int bl,
                      Int br,
                      Obj reps, // list of representatives for all trees
                      Obj pr    // pc-presentation
)
{
   Int    i;  // loop variable

   // if <al> > <ar> or <bl> > <br> nothing remains to change.
   if (  al > ar  ||  bl > br  )
   {
       /*  Set the pos-arguments of the trees in <list1> and <list2>
       **  according to the entries of <a> and <b>.                         */

       SetSubs( list1, a, tree);
       SetSubs( list2, b, tree);
       FindNewReps2(tree, reps, pr);
       return;
   }
   /*  If a[ ar] is bigger or equal to the boundary of pos(tree(<tree>, x)
   **  the execution of the statements in the body of this if-statement
   **  would have the consequence that some subtrees of <tree> in <list1>
   **  would get a pos-argument bigger than the boundary of
   **  pos(tree<tree>, x).  But since the trees in <list1> are almost
   **  equal to tree(<tree>, x) they have all the same boundary for their
   **  pos-argument as tree(<tree>, x).  So these statements are only
   **  executed when <a>[ar] is less than the boundary of
   **  pos(tree(<tree>, x).
   */

   if ( INT_INTOBJ( DT_MAX(tree, x) ) <= 0  ||
        ELM_PLIST(a, ar) < DT_MAX(tree, x)   )
   {
       for (i=al; i<=ar; i++)
           SET_ELM_PLIST(a, i, INTOBJ_INT( CELM(a,i) + 1 ) );
       FindSubs2(tree, x, list1, list2, a, b, al, ar, bl+1, br, reps, pr);
       for  (i=al; i<=ar; i++)
           SET_ELM_PLIST(a, i, INTOBJ_INT( CELM(a, i) - 1  ) );
   }
   FindSubs2(tree, x, list1, list2, a, b, al+1, ar, bl+1, br, reps, pr);
   /*  If b[ br] is bigger or equal to the boundary of pos(tree(<tree>, x)
   **  the execution of the statements in the body of this if-statement
   **  would have the consequence that some subtrees of <tree> in <list2>
   **  would get a pos-argument bigger than the boundary of
   **  pos(tree<tree>, x).  But since the trees in <list2> are almost
   **  equal to tree(<tree>, x) they have all the same boundary for their
   **  pos-argument as tree(<tree>, x).  So these statements are only
   **  executed when <b>[br] is less than the boundary of
   **  pos(tree(<tree>, x).
   */

   if ( INT_INTOBJ( DT_MAX(tree, x) ) <= 0  ||
        ELM_PLIST(b, br) < DT_MAX(tree, x)        )
   {
       for  (i=bl; i<=br; i++)
           SET_ELM_PLIST(b, i, INTOBJ_INT( CELM(b, i) + 1  ) );
       FindSubs2(tree, x, list1, list2, a, b, al+1, ar, bl, br, reps, pr);
       for  (i=bl; i<=br; i++)
           SET_ELM_PLIST(b, i, INTOBJ_INT( CELM(b, i) - 1 ) );
   }
}


static void FindSubs(Obj tree,
                     Int x,     // subtree of <tree>
                     Obj list1, /*  list containing all subtrees of
                                **  left(<tree>) almost equal to
                                **  tree(<tree>, x)                       */


                     Obj list2, /*  list containing all subtrees of
                                **  right(<tree>) almost equal to
                                **  tree(<tree>, x)                       */


                     Obj a, /*  list to change,  containing the
                            **  pos-arguments of the trees in list1   */


                     Obj b, /*  list to change,  containing the
                            **  pos-arguments of the trees in list2   */

                     Int al,
                     Int ar,
                     Int bl,
                     Int br,
                     Obj reps, // list of representatives for all trees
                     Obj pr,   // pc-presentation
                     Obj max   // needed to call 'FindNewReps'
)
{
   Int    i;  // loop variable

   // if <al> > <ar> or <bl> > <br> nothing remains to change.
   if (  al > ar  ||  bl > br  )
   {
       /*  Set the pos-arguments of the trees in <list1> and <list2>
       **  according to the entries of <a> and <b>.                         */

       SetSubs( list1, a, tree);
       SetSubs( list2, b, tree);
       FindNewReps(tree, reps, pr, max);
       return;
   }
   /*  If a[ ar] is bigger or equal to the boundary of pos(tree(<tree>, x)
   **  the execution of the statements in the body of this if-statement
   **  would have the consequence that some subtrees of <tree> in <list1>
   **  would get a pos-argument bigger than the boundary of
   **  pos(tree<tree>, x).  But since the trees in <list1> are almost
   **  equal to tree(<tree>, x) they have all the same boundary for their
   **  pos-argument as tree(<tree>, x).  So these statements are only
--> --------------------

--> maximum size reached

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

79%


¤ Diese beiden folgenden Angebotsgruppen bietet das Unternehmen0.23Angebot  Wie Sie bei der Firma Beratungs- und Dienstleistungen beauftragen können  ¤

*Eine klare Vorstellung vom Zielzustand






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.