Eine aufbereitete Darstellung der Quelle

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

Benutzer

SSL chap16.html   Interaktion und
PortierbarkeitHTML

 

 products/Sources/formale Sprachen/GAP/doc/ref/chap16.html


<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"
         "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en">
<head>
<title>GAP (ref) - Chapter 16: Combinatorics</title>
<meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8" />
<meta name="generator" content="GAPDoc2HTML" />
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="manual.css" />
<script src="manual.js" type="text/javascript"></script>
<script type="text/javascript">overwriteStyle();</script>
</head>
<body class="chap16"  onload="jscontent()">


<div class="chlinktop"><span class="chlink1">Goto Chapter: </span><a href="chap0.html">Top</a>  <a href="chap1.html">1</a>  <a href="chap2.html">2</a>  <a href="chap3.html">3</a>  <a href="chap4.html">4</a>  <a href="chap5.html">5</a>  <a href="chap6.html">6</a>  <a href="chap7.html">7</a>  <a href="chap8.html">8</a>  <a href="chap9.html">9</a>  <a href="chap10.html">10</a>  <a href="chap11.html">11</a>  <a href="chap12.html">12</a>  <a href="chap13.html">13</a>  <a href="chap14.html">14</a>  <a href="chap15.html">15</a>  <a href="chap16.html">16</a>  <a href="chap17.html">17</a>  <a href="chap18.html">18</a>  <a href="chap19.html">19</a>  <a href="chap20.html">20</a>  <a href="chap21.html">21</a>  <a href="chap22.html">22</a>  <a href="chap23.html">23</a>  <a href="chap24.html">24</a>  <a href="chap25.html">25</a>  <a href="chap26.html">26</a>  <a href="chap27.html">27</a>  <a href="chap28.html">28</a>  <a href="chap29.html">29</a>  <a href="chap30.html">30</a>  <a href="chap31.html">31</a>  <a href="chap32.html">32</a>  <a href="chap33.html">33</a>  <a href="chap34.html">34</a>  <a href="chap35.html">35</a>  <a href="chap36.html">36</a>  <a href="chap37.html">37</a>  <a href="chap38.html">38</a>  <a href="chap39.html">39</a>  <a href="chap40.html">40</a>  <a href="chap41.html">41</a>  <a href="chap42.html">42</a>  <a href="chap43.html">43</a>  <a href="chap44.html">44</a>  <a href="chap45.html">45</a>  <a href="chap46.html">46</a>  <a href="chap47.html">47</a>  <a href="chap48.html">48</a>  <a href="chap49.html">49</a>  <a href="chap50.html">50</a>  <a href="chap51.html">51</a>  <a href="chap52.html">52</a>  <a href="chap53.html">53</a>  <a href="chap54.html">54</a>  <a href="chap55.html">55</a>  <a href="chap56.html">56</a>  <a href="chap57.html">57</a>  <a href="chap58.html">58</a>  <a href="chap59.html">59</a>  <a href="chap60.html">60</a>  <a href="chap61.html">61</a>  <a href="chap62.html">62</a>  <a href="chap63.html">63</a>  <a href="chap64.html">64</a>  <a href="chap65.html">65</a>  <a href="chap66.html">66</a>  <a href="chap67.html">67</a>  <a href="chap68.html">68</a>  <a href="chap69.html">69</a>  <a href="chap70.html">70</a>  <a href="chap71.html">71</a>  <a href="chap72.html">72</a>  <a href="chap73.html">73</a>  <a href="chap74.html">74</a>  <a href="chap75.html">75</a>  <a href="chap76.html">76</a>  <a href="chap77.html">77</a>  <a href="chap78.html">78</a>  <a href="chap79.html">79</a>  <a href="chap80.html">80</a>  <a href="chap81.html">81</a>  <a href="chap82.html">82</a>  <a href="chap83.html">83</a>  <a href="chap84.html">84</a>  <a href="chap85.html">85</a>  <a href="chap86.html">86</a>  <a href="chap87.html">87</a>  <a href="chapBib.html">Bib</a>  <a href="chapInd.html">Ind</a>  </div>

<div java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 0 out of bounds for length 0

<p id="mathjaxlink" class="pcenter"><a href="chap16_mj.html">[MathJax on]</a></p>
<p><a id="X7BDA99EE7CEADA7C" name="X7BDA99EE7CEADA7C"></a></p>
<div class="ChapSects"><a href="chap16.html#X7BDA99EE7CEADA7C">16 <span class="Heading">Combinatorics</span></a>
<div class="ContSect"><span class="tocline"><span class="nocss"> </span><a href="chap16.html#X800E48927D5C83F5">16.1 <span class="Heading">Combinatorial Numbers</span></a>
</span>
<div class="ContSSBlock">
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X87665F748594BF29">16.1-1 Factorial</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href=<
<#X7DC5667580522BDA">16.13Bell</<span
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X792FF6EA786A5C2B">16.1-4 Bernoulli<
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X85037456785BB33C">16.1-5 Stirling1</a></java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 129 out of bounds for length 0
< =ContSS"> >span " nbsp;/>ahref=".htmlX7C93E14D7BC360F0>1616 </</>
</div></div>
<div class="ContSect"><span class="tocline"><span class="nocss"> </span><a href="chap16.html#X81B4696585C38147">16.2 <span class="Heading">Combinations, Arrangements and Tuples</span></a>
</>
<div class="ContSSBlock">
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="p><code class="func">IteratorOfCombinations</code> returns an <code class="funca href="chap30.htmlX83ADF8287ED0668E">spanclass=R>.8/> combinations(<class=f"Combinationscode>(a href=chtml#"span"efLink>.-<span>/a>))ofgivenvar ""mset/var>.Ifanon-java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [393, 392) out of bounds for length 564
<class"ContSS"<br>spanclass"">nbsp;&;/span><ahref">.- <spanclass"Heading"Iterator andenumerator ofcombinations</span></a>
</span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X82A6E98C85714FD0">16.2-3 NrCombinations</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X7837B3357C7566C8">16.2-4 Arrangements</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X7DE1ABD47D19F140">16.2-5 NrArrangements</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X81601C6786120DDC">16.2-6 UnorderedTuples</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class=<>The  of combinations  these functions can be different and  different fromthe  returned by<code ="func>Combinations<code> (<a href="chap16.html#X8770F16D794C0ADB"><span class="RefLink">16.2-1</span></a>).</p>
<span
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a <iv ="example">pre
<pan class=ContSS"br/<span class=nocss">  <span<a href"chap16.htmlX86416A31807B0086">16.2-10 IteratorOfTuples</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X85E18A9A87FD4CA2">16.2-11 NrTuples</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss"> 49152
<span class="ContSS"><br /><>spanclass"GAPinput"cm:=EnumeratorOfCombinations);<spanjava.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 104 out of bounds for length 104
< ="< >"<>a=c.htmlX79C159507B2BF1C9">16.2-14 Derangements</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X7C1741B181A9AB9C">16.2-15 NrDerangements</a></java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 138 out of bounds for length 96
<span class="ContSS"><br /><span java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 38 out of bounds for length 5
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 85 out of bounds for length 0
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X84A6D15F8107008B">16.2-18 Partitions</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="<h5>.2-3 NrCombinations</>
<java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 1 out of bounds for length 0
<span div classfunc<able =func =100"<tr>td class="tdleft"><code class="func">‣ NrCombinations</code>( <var class="Arg">mset</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<pan class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X820DF201871F2723">16.2-22 OrderedPartitions</a></span>
<span class="ontSS">br />span ="nocss" nbsp;/span><a href="chap16.html#X80BB9F4982CA1E8B">16.2-23 NrOrderedPartitions</a></span>
<panclass="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X8009520C82942461">16.2-24 PartitionsGreatestLE</a></span>
<pan "ContSS"><br />span class="nocss">  </span><a href=chap16html#X7CB8D4FF8592A9BB"16.2-25PartitionsGreatestEQ</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X7A70D4F3809494E7">16.2-26 java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 120 out of bounds for length 98
<span class="ContSS"><br /><span class="java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [0, 45) out of bounds for length 7
<span class>Thefunction < =>java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [48, 47) out of bounds for length 526
<class=ContSS"<br />span class="nocss" nbsp;<span>a href="chap16.html#X7DB9BEB6856EC03D">16.2-29 AssociatedPartition</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X7A95D8A6820363A8">16.2-30 PowerPartition</a></span>
<p>a id="X7837B3357C7566C8"name"X7837B3357C7566C8"<a<p>
<span class="java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 15 out of bounds for length 0
<span"><span =nocss>nbsp;nbsp;span> "chap16html#".233BetaSet</>/
</div></div>
<div
</span>
<div class=div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#8227; Arrangements</code>( <var class="Arg">mset</var>[, <var class="Arg">p>returns the set of arrangements of the multiset <var class="Arg">mset</var> that contain <var class="Arg">k</var> elements. If <var class="Arg">k</var> is not given it"Arg">set</var><p
<class"ContSS"><br/>span class=nocss&; /span>< href=chap16html#AE1D70803A886C">.31 ibonacci</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X7830A03181D67192">16.3-2 Lucas</a></span>
</div></divp>a id=X7DE1ABD47D19F140" name="X7DE1ABD47D19F140"></a></p>
<div class="ContSect"><span class="tocline"><java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 47 out of bounds for length 0
</span>
<div class="ContSSBlock">
<class">br ><span class="nocss">  </span><a href=chap16.#X7F0942DD83BBAB7A">6-1Permanent/a
</div><preturns thenumber of <ode class="code">rrangements(<var class="Arg">mset</var>,<var class="Arg">k</var>)</code>.</p>
</div>p> anexample of arrangementsof amultiset,think the  Scrabble. Suppose you   six characters  thethe wordcode class="code""settle"/codetomake  fourletter word Thenthe possibilities are  by/>

<h3>16 <span class="

<p>This chapter describes functions that deal with combinatorics. We mainly java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 84 out of bounds for length 26

<p><a id="X800E48927D5C83F5" name="X800E48927D5C83F5"></a></p>

<h4>16.1 <span class="Heading">Combinatorial Numbers</span></h4>

<p><a id= "e" "e" "","" ] [ "" "", "" "l ],["e,"e, "t, ""]java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 73 out of bounds for length 73

<h5>16.1-1 Factorial</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 58 out of bounds for length 12
<p>returns the <em>factorial</em> <span class="SimpleMath">n!</span> of the positive integer <var class="Arg">n</var>, which is defined as the product <span class="SimpleMath">1 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋯ n</span>.</p>

<p><span class="SimpleMath">n!</span> is the number of permutations of a set of <span class="SimpleMath">n</span> elements. <span class="SimpleMath">1 / n!</span> is the coefficient of <span class="SimpleMath">x^n</span> in the formal java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 240 out of bounds for length 0


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap><
[ 1, 1, 2, 6, 24, 120, 720, 5040,
<>
265252859812191058636308480000000
</pre></div>

<p><code class="func">PermutationsList</code>java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 0 out of bounds for length 0

<p><a id="X7A9AF5F58682819D" name="X7A9AF5F58682819D"></a></p>

<inomial</5>

<div class="func"><table class="func" width="100%
<>returns the <embinomialcoefficient<em span classSimpleMath"{nchoose}span> of integers =></>and < class"rg><> Thisis defined the conditions <spanclass="impleMath>n choose k = for<class"SimpleMath"k< 0</span>,<span class=SimpleMath">{0 choose k} = 0</span> for <span class="SimpleMath">k ≠ 0</span>, <span class="SimpleMath">{0 choose 0} = 1</span> and the relation <span class="SimpleMath">{n choose k} = {n-1 choose k} + {n-1 choose k-1}</span> for all <span class="SimpleMath">n</span> and <span class="SimpleMath">k</span>.</p>

<p>There are many ways of describing this function. For example, if <span class="SimpleMath">n ≥ 0</span> and <span class="SimpleMath">0 ≤ k ≤ n</span>, then <span class="SimpleMath">{n choose k} = n! / (k! (n-k)!)</span> and for <span class="SimpleMath">n < 0</span> and <span class="SimpleMath">k ≥ 0</span> we have <span class="SimpleMath">{n choose k} = (-1)^k {-n+k-1 choose k}</span>.</p>

<p>If <span class="SimpleMath">n ≥ 0</span> then <span class="SimpleMath">{n choose k}</span> is the number of subsets with <span class="SimpleMath


<div class="java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 15 out of bounds for length 0
<span class="
<spandiv"unc = width=100><>td class"dleft> classfunc>#8227 /(var="Arg"set<,<class="rg></ar> )td>td =tdright">&bsp;nbsp)/</tr></table>/
[ 1, 4, 6, 4, 1 ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <<p>returns the number of <code class="code">(<var class"Arg">et</ar><var =Arg"></>)</code>./>
<span class="GAPprompt">gap><>As anexample for unordered tuples think of a poker-like game played with 5 dice. Then each possible hand corresponds to an unordered five-tuple from the set <span class="SimpleMath">{ 1, 2, ..., 6 
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">PrintArray( lastspanclass=GAPprompt>ap>/><span class""NrUnorderedTuples1.6,5 ;/span
 [   1,  ,0,  ,   0,   0   0]java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 40 out of bounds for length 40
  [  1   1,  ,   0,  0]
  [   1,   2,   1,   0,   0,   0,   0 ],
  [   1,   3,   3,   1,   0,   0,   0 ],
  [   1,   4,      ,1 ,,5]  1,1 ,1,6]  1 1 1 2 2 ],[1,,1 ,3]
  [1   ,  10  ,,   1    ]
  [   1,   6,  15,  20,  15,   6,   1 ] ]
<span classGAPprompt">></pan><span class="GAPinput>( 50, 10)</pan
10272278170
</  ...32more tuples .

<p><code class="func">NrCombinations</code> (<a href="chap16.html#X82A6E98C85714FD0"><span class="RefLink">16.2-3</span></a>) is the generalization of <code class="func">Binomial</code> for multisets. <code class="func">Combinations</code> (<a href="chap16.java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 261 out of bounds for length 12

<p><a id="X7DC5667580522BDA" name="X7DC5667580522BDA"></a></p>

<h5>16.1-3 Bell</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; Bell</code>( <var class="Arg">n</var> )</td><td class="tdright">java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 0 out of bounds for length 0
<returns the<em>Bell number</em> <spanclass="impleMath">(n)/span.The Bell numbers are defined spanclass=SimpleMath"B(0andthe recurrence  class="impleMath>(n)=∑{ =0}n{ k B)/<p>

<p><span class="SimpleMath">B(n)</span> is the number of ways to partition java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [0, 76) out of bounds for length 0


<div class="example"><pre>
<span class="java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 0 out of bounds for length 0
[1,,, ,,52,203]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Bell( 14 );</span>
190899322
</pre></div>

<p><a id="X792FF6EA786A5C2B" name="X792FF6EA786A5C2B"></a></p>

<h5><516.9EnumeratorOfTuples/5>

<div class="func"><table class="java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 36 out of bounds for length 0
<returnsthe<class""n/var>th<em>Bernoullinumber<em<class""B_n/> which is defined by span ""B_0=1<span> and <span class="SimpleMath">B_n = -∑_{k = 0}^{n-1} {n+1 choose k} B_k/(n+1)</span>.</p>

<p><span class="SimpleMath">B_n / n!</span> is the coefficient of <span class="SimpleMathjava.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 89 out of bounds for length 0


<div class="example"><pre>
<span class="GAPpromptdiv class=func"<tableclass=" width=100">tr< class=tdleft"< "unc>&style='color: green'>8227; /code(var =Arg>set<var> var""k<var>)/tdclass="tdright">( function )</td></tr></table></div>
1
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Bernoulli( 10 );</span>
5/66
< class="APinput">(  ;#there is nosimple pattern Bernoulli numbers/pan
-691/2730
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinputjava.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 0 out of bounds for length 0
495057205241079648212477525
</pre></div>

<p><a id="X85037456785BB33C" name="X85037456785BB33C"></p>returns the number of <code class="code">Tuples(<var cvar>< class"Arg></var></><java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 0 out of bounds for length 0

<h5>16.1-5 Stirling1</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; Stirling1</code>( <var class="Arg">n</var>, <var class="Arg">k</var> ) 3  ]  , ,[,  ]
<p>returns the <em>Stirling number of the first kind</em> <span class="SimpleMath">S_1(n,k)</span> of the integers <var class="Arg">n</var> and <var class="Arg">k</var>. Stirling numbers of the first kind are defined by <span class="SimpleMath">S_1(0,0) = 1</span>, <span class="SimpleMath">S_1(n,0) = S_1(0,k) = 0</span> if <span class="SimpleMath">n, k ne 0</span> and the recurrence <span class="SimpleMath">S_1(n,k) = (n-1) S_1(n-1,k) + S_1(n-1,k-1)</span>.</p>

<p><span class="SimpleMath">S_1(n,k)</span> is the number of permutations of <var class="Arg">n</var> points with <var class="Arg">k</var> cycles. Stirling numbers of the first kind appear as coefficients in the series <span class="SimpleMath">n! {x choose n} = ∑_{k = 0}^n S_1(n,k) x^k</span> which is the generating function for Stirling numbers of the first kind. Note the similarity to <span class="SimpleMath">x^n = ∑_{k = 0}^n S_2(n,k) k! {x choose k}</span> (see <code class="func">Stirling2</code> (<a href="chap16.html#X7C93E14D7BC360F0"><span class="RefLink">16.1-6</span></a>)). Also the definition of <span class="SimpleMath">S_1</span> implies <span class="SimpleMath">S_1(n,k) = S_2(-k,-n)</span> if <span class="SimpleMath">n, k < 0</span>. There are many formulae relating Stirling numbers of the first kind to Stirling numbers of the second kind, Bell numbers, and Binomial coefficients.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput"># Knuth calls this the trademark of S_1:</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">List( [0..4], k -> Stirling1( 4, k ) );</span>
[ 0, 6, 11, 6, 1 ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">List( [0..6], n->List( [0..6], k->Stirling1( n, k ) ) );;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput"># note the similarity with Pascal's triangle for Binomial numbers</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">PrintArray( last );</span>
[ [    1,    0,    0,    0,    0,    0,    0 ],
  [    0,    1,    0,    0,    0,    0,    0 ],
  [    0,    1,    1,    0,    0,    0,    0 ],
  [    0,    2,    3,    1,    0,    0,    0 ],
  [    0,    6,   11,    6,    1,    0,    0 ],
  [    0,   24,   50,   35,   10,    1,    0 ],
  [    0,  120,  274,  225,   85,   15,    1 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Stirling1(50,10);</span>
101623020926367490059043797119309944043405505380503665627365376
</pre></div>

<p><a id="X7C93E14D7BC360F0" name="X7C93E14D7BC360F0"></a></p>

<h5>16.1-6 Stirling2</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; Stirling2</code>( <var class="Arg">n</var>, <var class="Arg">k</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the <em>Stirling number of the second kind</em> <span class="SimpleMath">S_2(n,k)</span> of the integers <var class="Arg">n</var> and <var class="Arg">k</var>. Stirling numbers of the second kind are defined by <span class="SimpleMath">S_2(0,0) = 1</span>, <span class="SimpleMath">S_2(n,0) = S_2(0,k) = 0</span> if <span class="SimpleMath">n, k ne 0</span> and the recurrence <span class="SimpleMath">S_2(n,k) = k S_2(n-1,k) + S_2(n-1,k-1)</span>.</p>

<p><span class="SimpleMath">S_2(n,k)</span> is the number of ways to partition a set of <var class="Arg">n</var> elements into <var class="Arg">k</var> pairwise disjoint nonempty subsets (see <code class="func">PartitionsSet</code> (<a href="chap16.html#X7A13D8DC8204525F"><span class="RefLink">16.2-16</span></a>)). Stirling numbers of the second kind appear as coefficients in the expansion of <span class="SimpleMath">x^n = ∑_{k = 0}^n S_2(n,k) k! {x choose k}</span>. Note the similarity to <span class="SimpleMath">n! {x choose n} = ∑_{k = 0}^n S_1(n,k) x^k</span> (see <code class="func">Stirling1</code> (<a href="chap16.html#X85037456785BB33C"><span class="RefLink">16.1-5</span></a>)). Also the definition of <span class="SimpleMath">S_2</span> implies <span class="SimpleMath">S_2(n,k) = S_1(-k,-n)</span> if <span class="SimpleMath">n, k < 0</span>. There are many formulae relating Stirling numbers of the second kind to Stirling numbers of the first kind, Bell numbers, and Binomial coefficients.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput"># Knuth calls this the trademark of S_2:</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">List( [0..4], k->Stirling2( 4, k ) );</span>
[ 0, 1, 7, 6, 1 ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">List( [0..6], n->List( [0..6], k->Stirling2( n, k ) ) );;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput"># note the similarity with Pascal's triangle for Binomial numbers</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">PrintArray( last );</span>
[ [   1,   0,   0,   0,   0,   0,   0 ],
  [   0,   1,   0,   0,   0,   0,   0 ],
  [   0,   1,   1,   0,   0,   0,   0 ],
  [   0,   1,   3,   1,   0,   0,   0 ],
  [   0,   1,   7,   6,   1,   0,   0 ],
  [   0,   1,  15,  25,  10,   1,   0 ],
  [   0,   1,  31,  90,  65,  15,   1 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Stirling2( 50, 10 );</span>
26154716515862881292012777396577993781727011
</pre></div>

<p><a id="X81B4696585C38147" name="X81B4696585C38147"></a></p>

<h4>16.2 <span class="Heading">Combinations, Arrangements and Tuples</span></h4>

<p><a id="X8770F16D794C0ADB" name="X8770F16D794C0ADB"></a></p>

<h5>16.2-1 Combinations</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; Combinations</code>( <var class="Arg">mset</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the set of all combinations of the multiset <var class="Arg">mset</var> (a list of objects which may contain the same object several times) with <var class="Arg">k</var> elements; if <var class="Arg">k</var> is not given it returns all combinations of <var class="Arg">mset</var>.</p>

<p>A <em>combination</em> of <var class="Arg">mset</var> is an unordered selection without repetitions and is represented by a sorted sublist of <var class="Arg">mset</var>. If <var class="Arg">mset</var> is a proper set, there are <span class="SimpleMath">{|<var class="Arg">mset</var>| choose <var class="Arg">k</var>}</span> (see <code class="func">Binomial</code> (<a href="chap16.html#X7A9AF5F58682819D"><span class="RefLink">16.1-2</span></a>)) combinations with <var class="Arg">k</var> elements, and the set of all combinations is just the <em>power set</em> of <var class="Arg">mset</var>, which contains all <em>subsets</em> of <var class="Arg">mset</var> and has cardinality <span class="SimpleMath">2^{|<var class="Arg">mset</var>|}</span>.</p>

<p>To loop over combinations of a larger multiset use <code class="func">IteratorOfCombinations</code> (<a href="chap16.html#X78DD5C0D81057540"><span class="RefLink">16.2-2</span></a>) which produces combinations one by one and may save a lot of memory. Another memory efficient representation of the list of all combinations is provided by <code class="func">EnumeratorOfCombinations</code> (<a href="chap16.html#X78DD5C0D81057540"><span class="RefLink">16.2-2</span></a>).</p>

<p><a id="X78DD5C0D81057540" name="X78DD5C0D81057540"></a></p>

<h5>16.2-2 <span class="Heading">Iterator and enumerator of combinations</span></h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; IteratorOfCombinations</code>( <var class="Arg">mset</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; EnumeratorOfCombinations</code>( <var class="Arg">mset</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p><code class="func">IteratorOfCombinations</code> returns an <code class="func">Iterator</code> (<a href="chap30.html#X83ADF8287ED0668E"><span class="RefLink">30.8-1</span></a>) for combinations (see <code class="func">Combinations</code> (<a href="chap16.html#X8770F16D794C0ADB"><span class="RefLink">16.2-1</span></a>)) of the given multiset <var class="Arg">mset</var>. If a non-negative integer <var class="Arg">k</var> is given as second argument then only the combinations with <var class="Arg">k</var> entries are produced, otherwise all combinations.</p>

<p><code class="func">EnumeratorOfCombinations</code> returns an <code class="func">Enumerator</code> (<a href="chap30.html#X7EF8910F82B45EC7"><span class="RefLink">30.3-2</span></a>) of the given multiset <var class="Arg">mset</var>. Currently only a variant without second argument <var class="Arg">k</var> is implemented.</p>

<p>The ordering of combinations from these functions can be different and also different from the list returned by <code class="func">Combinations</code> (<a href="chap16.html#X8770F16D794C0ADB"><span class="RefLink">16.2-1</span></a>).</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">m:=[1..15];; Add(m, 15);</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrCombinations(m);</span>
49152
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">i := 0;; for c in Combinations(m) do i := i+1; od;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">i;</span>
49152
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">cm := EnumeratorOfCombinations(m);;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">cm[1000];</span>
[ 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10 ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Position(cm, [1,13,15,15]);</span>
36866
</pre></div>

<p><a id="X82A6E98C85714FD0" name="X82A6E98C85714FD0"></a></p>

<h5>16.2-3 NrCombinations</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; NrCombinations</code>( <var class="Arg">mset</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the number of <code class="code">Combinations(<var class="Arg">mset</var>,<var class="Arg">k</var>)</code>.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Combinations( [1,2,2,3] );</span>
[ [  ], [ 1 ], [ 1, 2 ], [ 1, 2, 2 ], [ 1, 2, 2, 3 ], [ 1, 2, 3 ],
  [ 1, 3 ], [ 2 ], [ 2, 2 ], [ 2, 2, 3 ], [ 2, 3 ], [ 3 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput"># number of different hands in a game of poker:</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrCombinations( [1..52], 5 );</span>
2598960
</pre></div>

<p>The function <code class="func">Arrangements</code> (<a href="chap16.html#X7837B3357C7566C8"><span class="RefLink">16.2-4</span></a>) computes ordered selections without repetitions, <code class="func">UnorderedTuples</code> (<a href="chap16.html#X81601C6786120DDC"><span class="RefLink">16.2-6</span></a>) computes unordered selections with repetitions, and <code class="func">Tuples</code> (<a href="chap16.html#X86A3CA0F7CC8C320"><span class="RefLink">16.2-8</span></a>) computes ordered selections with repetitions.</p>

<p><a id="X7837B3357C7566C8" name="X7837B3357C7566C8"></a></p>

<h5>16.2-4 Arrangements</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; Arrangements</code>( <var class="Arg">mset</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the set of arrangements of the multiset <var class="Arg">mset</var> that contain <var class="Arg">k</var> elements. If <var class="Arg">k</var> is not given it returns all arrangements of <var class="Arg">mset</var>.</p>

<p>An <em>arrangement</em> of <var class="Arg">mset</var> is an ordered selection without repetitions and is represented by a list that contains only elements from <var class="Arg">mset</var>, but maybe in a different order. If <var class="Arg">mset</var> is a proper set there are <span class="SimpleMath">|mset|! / (|mset|-k)!</span> (see <code class="func">Factorial</code> (<a href="chap16.html#X87665F748594BF29"><span class="RefLink">16.1-1</span></a>)) arrangements with <var class="Arg">k</var> elements.</p>

<p><a id="X7DE1ABD47D19F140" name="X7DE1ABD47D19F140"></a></p>

<h5>16.2-5 NrArrangements</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; NrArrangements</code>( <var class="Arg">mset</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the number of <code class="code">Arrangements(<var class="Arg">mset</var>,<var class="Arg">k</var>)</code>.</p>

<p>As an example of arrangements of a multiset, think of the game Scrabble. Suppose you have the six characters of the word <code class="code">"settle"</code> and you have to make a four letter word. Then the possibilities are given by</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Arrangements( ["s","e","t","t","l","e"], 4 );</span>
[ [ "e", "e", "l", "s" ], [ "e", "e", "l", "t" ], [ "e", "e", "s", "l" ],
  [ "e", "e", "s", "t" ], [ "e", "e", "t", "l" ], [ "e", "e", "t", "s" ],
  ... 93 more possibilities ...
  [ "t", "t", "l", "s" ], [ "t", "t", "s", "e" ], [ "t", "t", "s", "l" ] ]
</pre></div>

<p>Can you find the five proper English words, where <code class="code">"lets"</code> does not count? Note that the fact that the list returned by <code class="func">Arrangements</code> (<a href="chap16.html#X7837B3357C7566C8"><span class="RefLink">16.2-4</span></a>) is a proper set means in this example that the possibilities are listed in the same order as they appear in the dictionary.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrArrangements( ["s","e","t","t","l","e"] );</span>
523
</pre></div>

<p>The function <code class="func">Combinations</code> (<a href="chap16.html#X8770F16D794C0ADB"><span class="RefLink">16.2-1</span></a>) computes unordered selections without repetitions, <code class="func">UnorderedTuples</code> (<a href="chap16.html#X81601C6786120DDC"><span class="RefLink">16.2-6</span></a>) computes unordered selections with repetitions, and <code class="func">Tuples</code> (<a href="chap16.html#X86A3CA0F7CC8C320"><span class="RefLink">16.2-8</span></a>) computes ordered selections with repetitions.</p>

<p><a id="X81601C6786120DDC" name="X81601C6786120DDC"></a></p>

<h5>16.2-6 UnorderedTuples</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; UnorderedTuples</code>( <var class="Arg">set</var>, <var class="Arg">k</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the set of all unordered tuples of length <var class="Arg">k</var> of the set <var class="Arg">set</var>.</p>

<p>An <em>unordered tuple</em> of length <var class="Arg">k</var> of <var class="Arg">set</var> is an unordered selection with repetitions of <var class="Arg">set</var> and is represented by a sorted list of length <var class="Arg">k</var> containing elements from <var class="Arg">set</var>. There are <span class="SimpleMath">{|set| + k - 1 choose k}</span> (see <code class="func">Binomial</code> (<a href="chap16.html#X7A9AF5F58682819D"><span class="RefLink">16.1-2</span></a>)) such unordered tuples.</p>

<p>Note that the fact that <code class="func">UnorderedTuples</code> returns a set implies that the last index runs fastest. That means the first tuple contains the smallest element from <var class="Arg">set</var> <var class="Arg">k</var> times, the second tuple contains the smallest element of <var class="Arg">set</var> at all positions except at the last positions, where it contains the second smallest element from <var class="Arg">set</var> and so on.</p>

<p><a id="X7959281584C42C52" name="X7959281584C42C52"></a></p>

<java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [8, 7) out of bounds for length 56

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; NrUnorderedTuples</code>( <var class="Arg">set</var>, <var class="Arg">k</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the number of <code class="code">UnorderedTuples(<var class="Arg">set</var>,<var class="Arg">k</var>)</code>.</p

<p>As an example for unordered tuples think of a poker-like game played with 5 dice. Then each possible hand corresponds to an unordered five-


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <<=ContSect"span class=tocline">spanclassnocss>nbsp<span>a =chap16.html#X800E48927D5C83F5">16.1 <span class="Heading">Combinatorial Numbers</span></a>
252
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">UnorderedTuples( [1..6], 5 );</span>
[ [ 1, 1, 1, 1, 1 ], [ 1, 1, 1, 1, 2 ], [ 1span  class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X7A9AF5F58682819D">16.1-2 Binomial</a></span>
  [ 1, 1, 1, 1, 5 ], [ 1, 1, 1, 1, 6 ], [ 1, 1, 1, 2, 2 ], [ 1, 1, 1, 2, 3 ],
  ... 100 more tuples ...
  [ divclass">span classtocline"<=n>&<spana "java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [93, 92) out of bounds for length 192
  ... 100 more tuples ...
   3,3, 5 ,5 ,[, ,5,5,6 ,[, ,5,,6 ,[ 3 6,,6 ]
  ... 32 more tuples /span
  [5, 5 5, 6, 6], ,5  ,  ] [,6  ,6, ,6 , , 6]]
</pre></div>

<> <class"func>Combinations</code>(<href=cX8770"<span class=""16.21<span<) unorderedwithoutrepetitions,codeclass="><code>(a href"chap16.tml#"<span class="RefLink">16.2-4</span></a>) computes ordered selections without repetitions, and <code class="func">Tuples</code> (<a href="chap16.html#X86A3CA0F7CC8C320"><span class="RefLink">16.2-8</span></a>) computes ordered selections with repetitions.</p>

<p><a id="X86A3CA0F7CC8C320span"java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [20, 19) out of bounds for length 130

<>162-8 </>

<div class="func"><table class="span =ContSS"</< =nocss> <span>a =chap16html#7>6.12 PermutationsList/<span
<p>returns the set of all ordered tuples of length <var class="Arg">k</var> of the set <var class="Arg">set</var>.span =ContSS"< /< =nocss;nbsp<span>a ="hap16html#X79C159507B2BF1C9"16.-4Derangements</a></span>

< repetition and is represented by a list of length <var ""></>containing elements  varclass="rg"set/var>  are< ="|var class"Arg"setvar>|^<ar =""k</var</span> such ordered ./>

<p>Note that the fact that <code class="func">Tuples</code> returns a set implies that the last index runs fastest. That means the first tuple contains the smallest element from <var class="Arg">set</var> <var class="Arg">k</var> times, the second tuple contains the smallest element of <var class="Arg">set</var> at span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap16.html#X7BCD7FC2876386F1">16.2-17 NrPartitionsSet</a></span>

<p><a id="span =java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [20, 19) out of bounds for length 148

<h5>16.2-9 EnumeratorOfTuples</h5>

<java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [10, 4) out of bounds for length 253
<>Thisfunction referredto  exampleof    byfunctionsbut  constructedfroma.Theresult  equal that <class"">Tuples(<var class="">set<> <class=Arg>/> )/>.However,the are not stored  inthe listbutare createdidentified  demand<p>

<p><a id="X86416A31807B0086" name="X86416A31807B0086"></a></p>

<h5>16.2-10 IteratorOfTuples</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="span class="ContSS">br ><spanclass="nocss">  </span><a href="chap16.html#X80BB9F4982CA1E8B">16.2-23 NrOrderedPartitions</a></span>
<p>For

<p><a id="X85E18A9A87FD4CA2" name="X85E18A9A87FD4CA2"></a></p>

<h5>16.2-11 NrTuples</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; NrTuples</code>( <var class="Arg">set</var>, <var class="Arg">k</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the number of <code class="code">Tuples(<var class="Arg">set</var>,<var class="Arg">k</var>)</code>.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Tuples( [1,2,3], 2 );</span>
[ [ 1, 1 ], [ 1, 2 ], [ 1, 3 ], [ 2, 1 ], [ 2, 2 ], [ 2, 3 ],
  [ 3, 1 ], [ 3, 2 ], [ 3, 3 ] ]
<span class="GAPprompt"<
100000
</pre></div>

 =Arg><var></code>canalso be viewed  the<var class="rg"><var-fold cartesianproduct of<var class="Arg">set</ar (see <code class="func">Cartesian</<a ="chap21.X7E1593B979BDF2CD>< class=""21.0-5<span>/a))</>

<p>The function <code class="func">Combinations</code> (<a href="chap16.html#X8770F16D794C0ADB"><span class="RefLink">16.2-1</span></a>) computes unordered selections without repetitions, <code class="func">Arrangements</code> (<a href="chap16.html#X7837B3357C7566C8"><span class="RefLink">16.2-4</span></a>) computes ordered selections without repetitions, and finally the function <code class="func">UnorderedTuples</code> (<a href="chap16.html#X81601C6786120DDC"><span class="RefLink">16.2-6</span></a>) computes unordered selections with repetitions.</p>

<p><a id="X7B0143FB83F359B7" name="X7B0143FB83F359B7"></a></p>

<h5>16.2-12 PermutationsList</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; PermutationsList</code>( <var class="Arg">mset</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p><code class="func">PermutationsList</code> returns the set of permutations of the multiset <var class="Arg">mset</var>.</p>

<p>A <em>permutation</em> is represented by a list that contains exactly the same elements as <var class="Arg">mset</var>, but possibly in different order. If <var class="Arg">mset</var> is a proper set there are <span class="SimpleMath">|<var class="Arg">mset</var>| !</span> (see <code class="func">Factorial</code> (<a href="chap16.html#X87665F748594BF29"><span class="RefLink">16.1-1</span></a>)) such permutations. Otherwise if the first elements appears <span class="SimpleMath">k_1</span> times, the second element appears <span class="SimpleMath">k_2</span> times and so on, the number of permutations is <span class="SimpleMath">|<var class="Arg">mset</var>| ! / (k_1! k_2! ...)</span>, which is sometimes called multinomial coefficient.</p>

<p><a id="X8629A2908050EB3A" name="X8629A2908050EB3A"></a></p>

<h5>16.2-13 NrPermutationsList</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; NrPermutationsList</code>( <var class="Arg">mset</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the number of <code class="code">PermutationsList(<var class="Arg">mset</var>)</code>.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">PermutationsList( [1,2,3] );</span>
[ [ 1, 2, 3 ], [ 1, 3, 2 ], [ 2, 1, 3 ], [ 2, 3, 1 ], [ 3, 1, 2 ],
  [ 3, 2, 1 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">PermutationsList( [1,1,2,2] );</span>
[ [ 1, 1, 2, 2 ], [ 1, 2, 1, 2 ], [ 1, 2, 2, 1 ], [ 2, 1, 1, 2 ],
  [ 2, 1, 2, 1 ], [ 2, 2, 1, 1 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrPermutationsList( [1,2,2,3,3,3,4,4,4,4] );</span>
12600
</pre></div>

<p>The function <code class="func">Arrangements</code> (<a href="chap16.html#X7837B3357C7566C8"><span class="RefLink">16.2-4</span></a>) is the generalization of <code class="func">PermutationsList</code> (<a href="chap16.html#X7B0143FB83F359B7"><span class="RefLink">16.2-12</span></a>) that allows you to specify the size of the permutations. <code class="func">Derangements</code> (<a href="chap16.html#X79C159507B2BF1C9"><span class="RefLink">16.2-14</span></a>) computes permutations that have no fixed points.</p>

<p><a id="X79C159507B2BF1C9" name="X79C159507B2BF1C9"></a></p>

<h5>16.2-14 Derangements</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; Derangements</code>( <var class="Arg">list</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>


< ==X79>a/

<p>Note that 

<p><a id="X7C1741B181A9AB9C" name="X7C1741B181A9AB9C"></a></p>

<h5>16.2-15 NrDerangements</h5>

<p>returns the set of all derangements of the list <var class="Arg">list</var>.</p>
<>returns java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [22, 21) out of bounds for length 97

<p>As an example of derangements suppose that you have to send four different letters to four different people. Then a derangement corresponds to a way to send those letters such that no letter reaches the intended person.</p>


<div class=java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [27, 26) out of bounds for length 31
<G>&;/java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [38, 37) out of bounds for length 95
[ [ 2, 1, 4, 3 ], [ 2, 3, 4, 1 ], [ 2, 4, 1, 3 ], [ 3, 1, 4, 2 ],
  ,,1,    ,,1]  ,, 2,3,[,,12 ,
  [ 4, 3, 2, 1 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrDerangements( [1..10] ,12 java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 65 out of bounds for length 65
1334961
<span java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 7 out of bounds for length 7
27182816
<pan class=GAPprompt"gap;</<java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [45, 44) out of bounds for length 99
[ ,,  ,1 ,  2 ,, 3, ,232,1 ]java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 67 out of bounds for length 67
  [ 2, 3, 3, 1, 1, 2 ], [ 2, 3, 3, 1, 2, 1 ], [ 3 3 1 3 2,]
  [ 3, 2, 1, 3, 2, 1 ], [ 3, 2, 3, 1, 1, 2 ], [ 3, 2, 3, 1, 2, 1 ],
  ["java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [23, 22) out of bounds for length 109
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrDerangements( [1,2,2,3,3,3,4,4,4,4] );</span>
38
</pre></div>

<p>The function <code class="func">PermutationsList</code> (<a href>< id="A name=Xjava.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [55, 52) out of bounds for length 62

<p><a id="X7A13D8DC8204525F" name="X7A13D8DC8204525F"></a></p>

<h5>16.2-16 PartitionsSet</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr
<p>returns the set of all unordered partitions of the set <var class="Arg">set</var> java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 87 out of bounds for length 0

<p>An <em>unordered partition</div class="func"><table class="func width"00"<>td class="tdleft">code class="func">&#8227; NrPartitionsSet</code>( <var class="Arg">set</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>

<p><a id="X7BCD7FC2876386F1" name="X7BCD7FC2876386F1"></a></p>

<h5>16.2-17 NrPartitionsSet</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; NrPartitionsSet</code>( <var class="Arg">set</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</spanclass="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">PartitionsSet( [1,2,3] );</span>
<p   ][,  , [,3, ] [ ]]


< class=example">pre>
<span java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 11 out of bounds for length 3
[[ [ 1 ], [2,3 ] ],  [ 1,2]   ] ,
  [ [ 1, 2, 3 ] ], [ [ 1, 3 ], [ 2 ] ] ]
=>gtspanjava.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Range [45, 44) out of bounds for length 99
[ [ [ 1 ], [ 2, 3, 4 ] ],java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 0 out of bounds for length 0
   [1,, ] [ ], [,2,]   ] ]
  [ [ 1, 3 ], [ 2, 4 ] ], [ [ 1, 3, 4 ], [ 2 ] ],
  [ [ 1, 4 ], [ 2, 3 ] ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrPartitionsSet( [1..6] );</span>
203
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class=ivclass=func">table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">‣ Partitions</code>( <var class="Arg">n</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</preturns theset ofall (unordered)partitions of positive integer<var class="Arg">n</var> into sums with <var class="Arg">k</var> summands. If <var class="Arg">k</var> is not given it returns all unordered partitions of <var class="Arg">n</var> for all <var class="Arg">k</var>.<
9330
</pre></div>

<p>Note that <code class="func">PartitionsSet</code> (<a href="chap16.html#X7A13D8DC8204525F"><span class="RefLink">16.2-16</span></a>) does currently not support multisets and that there is currently no ordered counterpart.</p>

<p><a id="X84A6D15F8107008B" name="X84A6D15F8107008B"></a></p>

<h5>16.2-18 Partitions</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="
<p>returns the<>If youwant toover all partitions of some larger <var class="Arg">n</var> use the more memory efficient <code class="func">IteratorOfPartitions</code> (<a href="chap16.html#X8793AEBD7E529E1D"><span class="RefLink">16.2-19</span></a>).</p>

<p>An <em>unordered partition</em> is an unordered sum <span class="SimpleMath">n = p_1 + p_2 + ⋯ + p_k</span> of positive integers and is represented by the list <span class="java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 181 out of bounds for length 0

<p>If you want to loop over all partitions of some larger <var class="Arg">n</var> use the more memory efficient <code class="func">IteratorOfPartitions</code> (<a href="chap16.html#X8793AEBD7E529E1D"><span class="RefLink">16.2-19</span></a>).</p>

<p>It is possible to associate with every partition of the integer <var class="

<p>Ramanujan found the identities <span class="SimpleMath">p(5i+4) = 0<pFor a integer <var class="Arg">n</var>, <code class="func">IteratorOfPartitions</code> returns an iterator (see <a href="chap30.html#X85A3F00985453F95"><span class="RefLink">30.8</span></a>) of the set of partitions of <var class="Arg">n</var> (see java.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 0 out of bounds for length 0

<p><a id="X8793AEBD7E529E1D" name="X8793AEBD7E529E1D"></a></p>

<h5>16.2-19 IteratorOfPartitions</h5>

<="func ="100><>td ="tdleft<class=func>#8227;IteratorOfPartitions"><var> )td>tdclass""(&;functionnbsp/><tr/><div
<p>For a positive integer <var class="Arg">n</var>, <code class="func">IteratorOfPartitions</code> returns an iterator (see <a href="chap30.html#X85A3F00985453F95"><span class="RefLink">30.8</span></a>) of thejava.lang.StringIndexOutOfBoundsException: Index 0 out of bounds for length 0

<p><id=X7EBD746A8607D0B8"="X7EBD746A8607D0B8"</a>>/p>

<h5>16.2-20 IteratorOfPartitionsSet</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; IteratorOfPartitionsSet</code>( <var class="Arg">set</var>[, <var class="Arg">k</var>[, <var class="Arg">flag</var>]] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p><code class="func">IteratorOfPartitionsSet</code> returns an iterator (see <a href="chap30.html#X85A3F00985453F95"><span class="RefLink">30.8</span></a>) for all unordered partitions of the set <var class="Arg">set</var> into pairwise disjoint nonempty sets (see <code class="func">PartitionsSet</code> (<a href="chap16.html#X7A13D8DC8204525F"><span class="RefLink">16.2-16</span></a>)). If <var class="Arg">k</var> given and <var class="Arg">flag</var> is omitted or equal to <code class="keyw">false</code>, then only partitions of size <var class="Arg">k</var> are computed. If <var class="Arg">k</var> is given and <var class="Arg">flag</var> is equal to <code class="keyw">true</code>, then only partitions of size at most <var class="Arg">k</var> are computed.</p>

<p><a id="X86933C4F795C4EBD" name="X86933C4F795C4EBD"></a></p>

<h5>16.2-21 NrPartitions</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; NrPartitions</code>( <var class="Arg">n</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the number of <code class="code">Partitions(<var class="Arg">set</var>,<var class="Arg">k</var>)</code>.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Partitions( 7 );</span>
[ [ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 ], [ 2, 1, 1, 1, 1, 1 ], [ 2, 2, 1, 1, 1 ],
  [ 2, 2, 2, 1 ], [ 3, 1, 1, 1, 1 ], [ 3, 2, 1, 1 ], [ 3, 2, 2 ],
  [ 3, 3, 1 ], [ 4, 1, 1, 1 ], [ 4, 2, 1 ], [ 4, 3 ], [ 5, 1, 1 ],
  [ 5, 2 ], [ 6, 1 ], [ 7 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Partitions( 8, 3 );</span>
[ [ 3, 3, 2 ], [ 4, 2, 2 ], [ 4, 3, 1 ], [ 5, 2, 1 ], [ 6, 1, 1 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrPartitions( 7 );</span>
15
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrPartitions( 100 );</span>
190569292
</pre></div>

<p>The function <code class="func">OrderedPartitions</code> (<a href="chap16.html#X820DF201871F2723"><span class="RefLink">16.2-22</span></a>) is the ordered counterpart of <code class="func">Partitions</code> (<a href="chap16.html#X84A6D15F8107008B"><span class="RefLink">16.2-18</span></a>).</p>

<p><a id="X820DF201871F2723" name="X820DF201871F2723"></a></p>

<h5>16.2-22 OrderedPartitions</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; OrderedPartitions</code>( <var class="Arg">n</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the set of all ordered partitions of the positive integer <var class="Arg">n</var> into sums with <var class="Arg">k</var> summands. If <var class="Arg">k</var> is not given it returns all ordered partitions of <var class="Arg">set</var> for all <var class="Arg">k</var>.</p>

<p>An <em>ordered partition</em> is an ordered sum <span class="SimpleMath">n = p_1 + p_2 + ... + p_k</span> of positive integers and is represented by the list <span class="SimpleMath">[ p_1, p_2, ..., p_k ]</span>. There are totally <span class="SimpleMath">2^{n-1}</span> ordered partitions and <span class="SimpleMath">{n-1 choose k-1}</span> (see <code class="func">Binomial</code> (<a href="chap16.html#X7A9AF5F58682819D"><span class="RefLink">16.1-2</span></a>)) ordered partitions with <var class="Arg">k</var> summands.</p>

<p>Do not call <code class="func">OrderedPartitions</code> with an <var class="Arg">n</var> much larger than <span class="SimpleMath">15</span>, the list will simply become too large.</p>

<p><a id="X80BB9F4982CA1E8B" name="X80BB9F4982CA1E8B"></a></p>

<h5>16.2-23 NrOrderedPartitions</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; NrOrderedPartitions</code>( <var class="Arg">n</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the number of <code class="code">OrderedPartitions(<var class="Arg">set</var>,<var class="Arg">k</var>)</code>.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">OrderedPartitions( 5 );</span>
[ [ 1, 1, 1, 1, 1 ], [ 1, 1, 1, 2 ], [ 1, 1, 2, 1 ], [ 1, 1, 3 ],
  [ 1, 2, 1, 1 ], [ 1, 2, 2 ], [ 1, 3, 1 ], [ 1, 4 ], [ 2, 1, 1, 1 ],
  [ 2, 1, 2 ], [ 2, 2, 1 ], [ 2, 3 ], [ 3, 1, 1 ], [ 3, 2 ],
  [ 4, 1 ], [ 5 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">OrderedPartitions( 6, 3 );</span>
[ [ 1, 1, 4 ], [ 1, 2, 3 ], [ 1, 3, 2 ], [ 1, 4, 1 ], [ 2, 1, 3 ],
  [ 2, 2, 2 ], [ 2, 3, 1 ], [ 3, 1, 2 ], [ 3, 2, 1 ], [ 4, 1, 1 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrOrderedPartitions(20);</span>
524288
</pre></div>

<p>The function <code class="func">Partitions</code> (<a href="chap16.html#X84A6D15F8107008B"><span class="RefLink">16.2-18</span></a>) is the unordered counterpart of <code class="func">OrderedPartitions</code> (<a href="chap16.html#X820DF201871F2723"><span class="RefLink">16.2-22</span></a>).</p>

<p><a id="X8009520C82942461" name="X8009520C82942461"></a></p>

<h5>16.2-24 PartitionsGreatestLE</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; PartitionsGreatestLE</code>( <var class="Arg">n</var>, <var class="Arg">m</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the set of all (unordered) partitions of the integer <var class="Arg">n</var> having parts less or equal to the integer <var class="Arg">m</var>.</p>

<p><a id="X7CB8D4FF8592A9BB" name="X7CB8D4FF8592A9BB"></a></p>

<h5>16.2-25 PartitionsGreatestEQ</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; PartitionsGreatestEQ</code>( <var class="Arg">n</var>, <var class="Arg">m</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the set of all (unordered) partitions of the integer <var class="Arg">n</var> having greatest part equal to the integer <var class="Arg">m</var>.</p>

<p><a id="X7A70D4F3809494E7" name="X7A70D4F3809494E7"></a></p>

<h5>16.2-26 RestrictedPartitions</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; RestrictedPartitions</code>( <var class="Arg">n</var>, <var class="Arg">set</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>In the first form <code class="func">RestrictedPartitions</code> returns the set of all restricted partitions of the positive integer <var class="Arg">n</var> into sums with <var class="Arg">k</var> summands with the summands of the partition coming from the set <var class="Arg">set</var>. If <var class="Arg">k</var> is not given all restricted partitions for all <var class="Arg">k</var> are returned.</p>

<p>A <em>restricted partition</em> is like an ordinary partition (see <code class="func">Partitions</code> (<a href="chap16.html#X84A6D15F8107008B"><span class="RefLink">16.2-18</span></a>)) an unordered sum <span class="SimpleMath">n = p_1 + p_2 + ... + p_k</span> of positive integers and is represented by the list <span class="SimpleMath">p = [ p_1, p_2, ..., p_k ]</span>, in nonincreasing order. The difference is that here the <span class="SimpleMath">p_i</span> must be elements from the set <var class="Arg">set</var>, while for ordinary partitions they may be elements from <code class="code">[ 1 .. n ]</code>.</p>

<p><a id="X800B43838742FBF4" name="X800B43838742FBF4"></a></p>

<h5>16.2-27 NrRestrictedPartitions</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; NrRestrictedPartitions</code>( <var class="Arg">n</var>, <var class="Arg">set</var>[, <var class="Arg">k</var>] )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the number of <code class="code">RestrictedPartitions(<var class="Arg">n</var>,<var class="Arg">set</var>,<var class="Arg">k</var>)</code>.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">RestrictedPartitions( 8, [1,3,5,7] );</span>
[ [ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 ], [ 3, 1, 1, 1, 1, 1 ], [ 3, 3, 1, 1 ],
  [ 5, 1, 1, 1 ], [ 5, 3 ], [ 7, 1 ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">NrRestrictedPartitions(50,[1,2,5,10,20,50]);</span>
451
</pre></div>

<p>The last example tells us that there are 451 ways to return 50 pence change using 1, 2, 5, 10, 20 and 50 pence coins.</p>

<p><a id="X7F4EDCCA780B469D" name="X7F4EDCCA780B469D"></a></p>

<h5>16.2-28 SignPartition</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SignPartition</code>( <var class="Arg">pi</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the sign of a permutation with cycle structure <var class="Arg">pi</var>.</p>

<p>This function actually describes a homomorphism from the symmetric group <span class="SimpleMath">S_n</span> into the cyclic group of order 2, whose kernel is exactly the alternating group <span class="SimpleMath">A_n</span> (see <code class="func">SignPerm</code> (<a href="chap42.html#X7BE5011B7C0DB704"><span class="RefLink">42.4-1</span></a>)). Partitions of sign 1 are called <em>even</em> partitions while partitions of sign <span class="SimpleMath">-1</span> are called <em>odd</em>.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">SignPartition([6,5,4,3,2,1]);</span>
-1
</pre></div>

<p><a id="X7DB9BEB6856EC03D" name="X7DB9BEB6856EC03D"></a></p>

<h5>16.2-29 AssociatedPartition</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; AssociatedPartition</code>( <var class="Arg">pi</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p><code class="func">AssociatedPartition</code> returns the associated partition of the partition <var class="Arg">pi</var> which is obtained by transposing the corresponding Young diagram.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">AssociatedPartition([4,2,1]);</span>
[ 3, 2, 1, 1 ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">AssociatedPartition([6]);</span>
[ 1, 1, 1, 1, 1, 1 ]
</pre></div>

<p><a id="X7A95D8A6820363A8" name="X7A95D8A6820363A8"></a></p>

<h5>16.2-30 PowerPartition</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; PowerPartition</code>( <var class="Arg">pi</var>, <var class="Arg">k</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p><code class="func">PowerPartition</code> returns the partition corresponding to the <var class="Arg">k</var>-th power of a permutation with cycle structure <var class="Arg">pi</var>.</p>

<p>Each part <span class="SimpleMath">l</span> of <var class="Arg">pi</var> is replaced by <span class="SimpleMath">d = gcd(l, k)</span> parts <span class="SimpleMath">l/d</span>. So if <var class="Arg">pi</var> is a partition of <span class="SimpleMath">n</span> then <span class="SimpleMath"><var class="Arg">pi</var>^<var class="Arg">k</var></span> also is a partition of <span class="SimpleMath">n</span>. <code class="func">PowerPartition</code> describes the power map of symmetric groups.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">PowerPartition([6,5,4,3,2,1], 3);</span>
[ 5, 4, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1 ]
</pre></div>

<p><a id="X877D997B7F66A119" name="X877D997B7F66A119"></a></p>

<h5>16.2-31 PartitionTuples</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; PartitionTuples</code>( <var class="Arg">n</var>, <var class="Arg">r</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p><code class="func">PartitionTuples</code> returns the list of all <var class="Arg">r</var>-tuples of partitions which together form a partition of <var class="Arg">n</var>.</p>

<p><var class="Arg">r</var>-tuples of partitions describe the classes and the characters of wreath products of groups with <var class="Arg">r</var> conjugacy classes with the symmetric group on <var class="Arg">n</var> points, see <code class="func">CharacterTableWreathSymmetric</code> (<a href="chap71.html#X79B75C8582426BC5"><span class="RefLink">71.20-6</span></a>) and <code class="func">CharacterValueWreathSymmetric</code> (<a href="chap71.html#X83E71B1F7FA70134"><span class="RefLink">71.20-7</span></a>).</p>

<p><a id="X7F44AD098561DE32" name="X7F44AD098561DE32"></a></p>

<h5>16.2-32 NrPartitionTuples</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; NrPartitionTuples</code>( <var class="Arg">n</var>, <var class="Arg">r</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the number of <code class="code">PartitionTuples( <var class="Arg">n</var>, <var class="Arg">r</var> )</code>.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">PartitionTuples(3, 2);</span>
[ [ [ 1, 1, 1 ], [  ] ], [ [ 1, 1 ], [ 1 ] ], [ [ 1 ], [ 1, 1 ] ],
  [ [  ], [ 1, 1, 1 ] ], [ [ 2, 1 ], [  ] ], [ [ 1 ], [ 2 ] ],
  [ [ 2 ], [ 1 ] ], [ [  ], [ 2, 1 ] ], [ [ 3 ], [  ] ],
  [ [  ], [ 3 ] ] ]
</pre></div>

<p><a id="X8796C1D783ED9CB4" name="X8796C1D783ED9CB4"></a></p>

<h5>16.2-33 BetaSet</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; BetaSet</code>( <var class="Arg">alpha</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>For a list <var class="Arg">alpha</var> that describes a partition of a nonnegative integer (see <code class="func">Partitions</code> (<a href="chap16.html#X84A6D15F8107008B"><span class="RefLink">16.2-18</span></a>)), <code class="func">BetaSet</code> returns the list of integers obtained by reversing the order of <var class="Arg">alpha</var> and then adding the sequence <code class="code">[ 0, 1, 2, ... ]</code> of the same length, cf. <a href="chapBib.html#biBJK81">[JK81, Section 2.7]</a>.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">BetaSet( [ 4, 2, 1 ] );</span>
[ 1, 3, 6 ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">BetaSet( [] );</span>
[  ]
</pre></div>

<p><a id="X83DC50B67D74E674" name="X83DC50B67D74E674"></a></p>

<h4>16.3 <span class="Heading">Fibonacci and Lucas Sequences</span></h4>

<p><a id="X85AE1D70803A886C" name="X85AE1D70803A886C"></a></p>

<h5>16.3-1 Fibonacci</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; Fibonacci</code>( <var class="Arg">n</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the <var class="Arg">n</var>th number of the <em>Fibonacci sequence</em>. The Fibonacci sequence <span class="SimpleMath">F_n</span> is defined by the initial conditions <span class="SimpleMath">F_1 = F_2 = 1</span> and the recurrence relation <span class="SimpleMath">F_{n+2} = F_{n+1} + F_n</span>. For negative <span class="SimpleMath">n</span> we define <span class="SimpleMath">F_n = (-1)^{n+1} F_{-n}</span>, which is consistent with the recurrence relation.</p>

<p>Using generating functions one can prove that <span class="SimpleMath">F_n = ϕ^n - 1/ϕ^n</span>, where <span class="SimpleMath">ϕ</span> is <span class="SimpleMath">(sqrt{5} + 1)/2</span>, i.e., one root of <span class="SimpleMath">x^2 - x - 1 = 0</span>. Fibonacci numbers have the property <span class="SimpleMath">gcd( F_m, F_n ) = F_{gcd(m,n)}</span>. But a pair of Fibonacci numbers requires more division steps in Euclid's algorithm (see <code class="func">Gcd</code> (<a href="chap56.html#X7DE207718456F98F"><span class="RefLink">56.7-1</span></a>)) than any other pair of integers of the same size. <code class="code">Fibonacci(<var class="Arg">k</var>)</code> is the special case <code class="code">Lucas(1,-1,<var class="Arg">k</var>)[1]</code> (see <code class="func">Lucas</code> (<a href="chap16.html#X7830A03181D67192"><span class="RefLink">16.3-2</span></a>)).</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Fibonacci( 10 );</span>
55
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Fibonacci( 35 );</span>
9227465
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Fibonacci( -10 );</span>
-55
</pre></div>

<p><a id="X7830A03181D67192" name="X7830A03181D67192"></a></p>

<h5>16.3-2 Lucas</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; Lucas</code>( <var class="Arg">P</var>, <var class="Arg">Q</var>, <var class="Arg">k</var> )</td><td class="tdright">( function )</td></tr></table></div>
<p>returns the <var class="Arg">k</var>-th values of the <em>Lucas sequence</em> with parameters <var class="Arg">P</var> and <var class="Arg">Q</var>, which must be integers, as a list of three integers. If <var class="Arg">k</var> is a negative integer, then the values of the Lucas sequence may be nonintegral rational numbers, with denominator roughly <var class="Arg">Q</var>^<var class="Arg">k</var>.</p>

<p>Let <span class="SimpleMath">α, β</span> be the two roots of <span class="SimpleMath">x^2 - P x + Q</span> then we define <code class="code">Lucas( <var class="Arg">P</var>, <var class="Arg">Q</var>, <var class="Arg">k</var> )[1]</code> <span class="SimpleMath">= U_k = (α^k - β^k) / (α - β)</span> and <code class="code">Lucas( <var class="Arg">P</var>, <var class="Arg">Q</var>, <var class="Arg">k</var> )[2]</code> <span class="SimpleMath">= V_k = (α^k + β^k)</span> and as a convenience <code class="code">Lucas( <var class="Arg">P</var>, <var class="Arg">Q</var>, <var class="Arg">k</var> )[3]</code> <span class="SimpleMath">= Q^k</span>.</p>

<p>The following recurrence relations are easily derived from the definition <span class="SimpleMath">U_0 = 0, U_1 = 1, U_k = P U_{k-1} - Q U_{k-2}</span> and <span class="SimpleMath">V_0 = 2, V_1 = P, V_k = P V_{k-1} - Q V_{k-2}</span>. Those relations are actually used to define <code class="func">Lucas</code> if <span class="SimpleMath">α = β</span>.</p>

<p>Also the more complex relations used in <code class="func">Lucas</code> can be easily derived <span class="SimpleMath">U_2k = U_k V_k</span>, <span class="SimpleMath">U_{2k+1} = (P U_2k + V_2k) / 2</span> and <span class="SimpleMath">V_2k = V_k^2 - 2 Q^k</span>, <span class="SimpleMath">V_{2k+1} = ((P^2-4Q) U_2k + P V_2k) / 2</span>.</p>

<p><code class="code">Fibonacci(<var class="Arg">k</var>)</code> (see <code class="func">Fibonacci</code> (<a href="chap16.html#X85AE1D70803A886C"><span class="RefLink">16.3-1</span></a>)) is simply <code class="code">Lucas(1,-1,<var class="Arg">k</var>)[1]</code>. In an abuse of notation, the sequence <code class="code">Lucas(1,-1,<var class="Arg">k</var>)[2]</code> is sometimes called the Lucas sequence.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">List( [0..10], i -> Lucas(1,-2,i)[1] );     # 2^k - (-1)^k)/3</span>
[ 0, 1, 1, 3, 5, 11, 21, 43, 85, 171, 341 ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">List( [0..10], i -> Lucas(1,-2,i)[2] );     # 2^k + (-1)^k</span>
[ 2, 1, 5, 7, 17, 31, 65, 127, 257, 511, 1025 ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">List( [0..10], i -> Lucas(1,-1,i)[1] );     # Fibonacci sequence</span>
[ 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55 ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">List( [0..10], i -> Lucas(2,1,i)[1] );      # the roots are equal</span>
[ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ]
</pre></div>

<p><a id="X821888E77EB43F67" name="X821888E77EB43F67"></a></p>

<h4>16.4 <span class="Heading">Permanent of a Matrix</span></h4>

<p><a id="X7F0942DD83BBAB7A" name="X7F0942DD83BBAB7A"></a></p>

<h5>16.4-1 Permanent</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; Permanent</code>( <var class="Arg">mat</var> )</td><td class="tdright">( attribute )</td></tr></table></div>
<p>returns the <em>permanent</em> of the matrix <var class="Arg">mat</var>. The permanent is defined by <span class="SimpleMath">∑_{p ∈ Sym(n)} ∏_{i = 1}^n mat[i][i^p]</span>.</p>

<p>Note the similarity of the definition of the permanent to the definition of the determinant (see <code class="func">DeterminantMat</code> (<a href="chap24.html#X8488D69A7ADDB4E2"><span class="RefLink">24.4-4</span></a>)). In fact the only difference is the missing sign of the permutation. However the permanent is quite unlike the determinant, for example it is not multilinear or alternating. It has however important combinatorial properties.</p>


<div class="example"><pre>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Permanent( [[0,1,1,1],</span>
<span class="GAPprompt">></span> <span class="GAPinput">     [1,0,1,1],</span>
<span class="GAPprompt">></span> <span class="GAPinput">     [1,1,0,1],</span>
<span class="GAPprompt">></span> <span class="GAPinput">     [1,1,1,0]] );  # inefficient way to compute NrDerangements([1..4])</span>
9
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput"># 24 permutations fit the projective plane of order 2:</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Permanent( [[1,1,0,1,0,0,0],</span>
<span class="GAPprompt">></span> <span class="GAPinput">     [0,1,1,0,1,0,0],</span>
<span class="GAPprompt">></span> <span class="GAPinput">     [0,0,1,1,0,1,0],</span>
<span class="GAPprompt">></span> <span class="GAPinput">     [0,0,0,1,1,0,1],</span>
<span class="GAPprompt">></span> <span class="GAPinput">     [1,0,0,0,1,1,0],</span>
<span class="GAPprompt">></span> <span class="GAPinput">     [0,1,0,0,0,1,1],</span>
<span class="GAPprompt">></span> <span class="GAPinput">     [1,0,1,0,0,0,1]] );</span>
24
</pre></div>


<div class="chlinkprevnextbot"> <a href="chap0.html">[Top of Book]</a>   <a href="chap0.html#contents">[Contents]</a>    <a href="chap15.html">[Previous Chapter]</a>    <a href="chap17.html">[Next Chapter]</a>   </div>


<div class="chlinkbot"><span class="chlink1">Goto Chapter: </span><a href="chap0.html">Top</a>  <a href="chap1.html">1</a>  <a href="chap2.html">2</a>  <a href="chap3.html">3</a>  <a href="chap4.html">4</a>  <a href="chap5.html">5</a>  <a href="chap6.html">6</a>  <a href="chap7.html">7</a>  <a href="chap8.html">8</a>  <a href="chap9.html">9</a>  <a href="chap10.html">10</a>  <a href="chap11.html">11</a>  <a href="chap12.html">12</a>  <a href="chap13.html">13</a>  <a href="chap14.html">14</a>  <a href="chap15.html">15</a>  <a href="chap16.html">16</a>  <a href="chap17.html">17</a>  <a href="chap18.html">18</a>  <a href="chap19.html">19</a>  <a href="chap20.html">20</a>  <a href="chap21.html">21</a>  <a href="chap22.html">22</a>  <a href="chap23.html">23</a>  <a href="chap24.html">24</a>  <a href="chap25.html">25</a>  <a href="chap26.html">26</a>  <a href="chap27.html">27</a>  <a href="chap28.html">28</a>  <a href="chap29.html">29</a>  <a href="chap30.html">30</a>  <a href="chap31.html">31</a>  <a href="chap32.html">32</a>  <a href="chap33.html">33</a>  <a href="chap34.html">34</a>  <a href="chap35.html">35</a>  <a href="chap36.html">36</a>  <a href="chap37.html">37</a>  <a href="chap38.html">38</a>  <a href="chap39.html">39</a>  <a href="chap40.html">40</a>  <a href="chap41.html">41</a>  <a href="chap42.html">42</a>  <a href="chap43.html">43</a>  <a href="chap44.html">44</a>  <a href="chap45.html">45</a>  <a href="chap46.html">46</a>  <a href="chap47.html">47</a>  <a href="chap48.html">48</a>  <a href="chap49.html">49</a>  <a href="chap50.html">50</a>  <a href="chap51.html">51</a>  <a href="chap52.html">52</a>  <a href="chap53.html">53</a>  <a href="chap54.html">54</a>  <a href="chap55.html">55</a>  <a href="chap56.html">56</a>  <a href="chap57.html">57</a>  <a href="chap58.html">58</a>  <a href="chap59.html">59</a>  <a href="chap60.html">60</a>  <a href="chap61.html">61</a>  <a href="chap62.html">62</a>  <a href="chap63.html">63</a>  <a href="chap64.html">64</a>  <a href="chap65.html">65</a>  <a href="chap66.html">66</a>  <a href="chap67.html">67</a>  <a href="chap68.html">68</a>  <a href="chap69.html">69</a>  <a href="chap70.html">70</a>  <a href="chap71.html">71</a>  <a href="chap72.html">72</a>  <a href="chap73.html">73</a>  <a href="chap74.html">74</a>  <a href="chap75.html">75</a>  <a href="chap76.html">76</a>  <a href="chap77.html">77</a>  <a href="chap78.html">78</a>  <a href="chap79.html">79</a>  <a href="chap80.html">80</a>  <a href="chap81.html">81</a>  <a href="chap82.html">82</a>  <a href="chap83.html">83</a>  <a href="chap84.html">84</a>  <a href="chap85.html">85</a>  <a href="chap86.html">86</a>  <a href="chap87.html">87</a>  <a href="chapBib.html">Bib</a>  <a href="chapInd.html">Ind</a>  </div>

<hr />
<p class="foot">generated by <a href="https://www.math.rwth-aachen.de/~Frank.Luebeck/GAPDoc">GAPDoc2HTML</a></p>
</body>
</html>

Messung V0.5 in Prozent
C=99 H=100 G=99

¤ Diese beiden folgenden Angebotsgruppen bietet das Unternehmen0.32Angebot  (Wie Sie bei der Firma Beratungs- und Dienstleistungen beauftragen können 2026-10-13) ¤

*Eine klare Vorstellung vom Zielzustand






Wurzel

Suchen

PVS Prover

Isabelle Prover

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Vienna Development Method

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 und die Messung sind noch experimentell.






                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Open Source Software

     Quellcodebibliothek
     Eigene Quellcodes
     Fremde Quellcodes
     Suchen

Jenseits des Üblichen ....
    

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Statistik
#Sources=1128594
#Domains=1976912