Quelle  teaching.g   Sprache: unbekannt

 
#############################################################################
##
##  This file is part of GAP, a system for computational discrete algebra.
##  This file's authors include Alexander Hulpke.
##
##  Copyright of GAP belongs to its developers, whose names are too numerous
##  to list here. Please refer to the COPYRIGHT file for details.
##
##  SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
##
##  This  file contains routines that are primarily of interest in a teaching
##  context. It is made part of the general system to ensure it will be
##  always installed with GAP.
##

#############################################################################
##
#F  RankQGroup( <G> )
##
##  <#GAPDoc Label="RankQGroup">
##  <ManSection>
##  <Func Name="RankQGroup" Arg='G'/>
##
##  <Description>
##  For a <M>p</M>-group <A>G</A> (see <Ref Func="IsQGroup"/>),
##  <Ref Func="RankQGroup"/> returns the <E>rank</E> of <A>G</A>,
##  which is defined as the minimal size of a generating system of <A>G</A>.
##  If <A>G</A> is not a <M>p</M>-group then an error is issued.
##  <Example><![CDATA[
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##

#############################################################################
##
#F  ListOfDigits( <G> )
##
##  <#GAPDoc Label="ListOfDigits">
##  <ManSection>
##  <Func Name="ListOfDigits" Arg='n'/>
##
##  <Description>
##  For a positive integer <A>n</A> this function returns a list <A>l</A>,
##  consisting of the digits of <A>n</A> in decimal representation.
##  <Example><![CDATA[
##  gap> ListOfDigits(3142);
##  [ 3, 1, 4, 2 ]
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("ListOfDigits");

#############################################################################
##
#F  RootsOfPolynomial( <p> )
##
##  <#GAPDoc Label="RootsOfPolynomial">
##  <ManSection>
##  <Func Name="RootsOfPolynomial" Arg='[R,],p'/>
##
##  <Description>
##  For a univariate polynomial <A>p</A>, this function returns all roots of
##  <A>p</A> over the ring <A>R</A>. If the ring is not specified, it defaults
##  to the ring specified by the coefficients of <A>p</A> via
##  <Ref Func="DefaultRing" Label="for ring elements"/>).
##  <Example><![CDATA[
##  gap> x:=X(Rationals,"x");;p:=x^4-1;
##  x^4-1
##  gap> RootsOfPolynomial(p);
##  [ 1, -1 ]
##  gap> RootsOfPolynomial(CF(4),p);
##  [ 1, -1, E(4), -E(4) ]
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("RootsOfPolynomial");


#############################################################################
##
#F  ShowGcd( <a>,<b> )
##
##  <#GAPDoc Label="ShowGcd">
##  <ManSection>
##  <Func Name="ShowGcd" Arg='a,b'/>
##
##  <Description>
##  This function takes two elements <A>a</A> and <A>b</A> of an Euclidean
##  ring and returns their
##  greatest common divisor. It will print out the steps performed by the
##  Euclidean algorithm, as well as the rearrangement of these steps to
##  express the gcd as a ring combination of <A>a</A> and <A>b</A>.
##  <Example><![CDATA[
##  gap> ShowGcd(192,42);
##  192=4*42 + 24
##  42=1*24 + 18
##  24=1*18 + 6
##  18=3*6 + 0
##  The Gcd is 6
##   = 1*24 -1*18
##   = -1*42 + 2*24
##   = 2*192 -9*42
##  6
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("ShowGcd");


#############################################################################
##
#F  ShowAdditionTable( <R> )
#F  ShowMultiplicationTable( <M> )
##
##  <#GAPDoc Label="ShowAdditionTable">
##  <ManSection>
##  <Func Name="ShowAdditionTable" Arg='R'/>
##  <Func Name="ShowMultiplicationTable" Arg='M'/>
##
##  <Description>
##  For a structure <A>R</A> with an addition given by <C>+</C>,
##  respectively a structure <A>M</A> with a multiplication given by <C>*</C>,
##  this command displays the addition (multiplication) table of the structure
##  in a pretty way.
##  <Example><![CDATA[
##  gap> ShowAdditionTable(GF(4));
##  +        | 0*Z(2)   Z(2)^0   Z(2^2)   Z(2^2)^2
##  ---------+------------------------------------
##  0*Z(2)   | 0*Z(2)   Z(2)^0   Z(2^2)   Z(2^2)^2
##  Z(2)^0   | Z(2)^0   0*Z(2)   Z(2^2)^2 Z(2^2)
##  Z(2^2)   | Z(2^2)   Z(2^2)^2 0*Z(2)   Z(2)^0
##  Z(2^2)^2 | Z(2^2)^2 Z(2^2)   Z(2)^0   0*Z(2)
##
##gap> ShowMultiplicationTable(GF(4));
##*        | 0*Z(2)   Z(2)^0   Z(2^2)   Z(2^2)^2
##---------+------------------------------------
##0*Z(2)   | 0*Z(2)   0*Z(2)   0*Z(2)   0*Z(2)
##Z(2)^0   | 0*Z(2)   Z(2)^0   Z(2^2)   Z(2^2)^2
##Z(2^2)   | 0*Z(2)   Z(2^2)   Z(2^2)^2 Z(2)^0
##Z(2^2)^2 | 0*Z(2)   Z(2^2)^2 Z(2)^0   Z(2^2)

##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("ShowMultiplicationTable");
DeclareGlobalFunction("ShowAdditionTable");


#############################################################################
##
#F  CosetDecomposition( <G> )
##
##  <#GAPDoc Label="CosetDecomposition">
##  <ManSection>
##  <Func Name="CosetDecomposition" Arg='G,S'/>
##
##  <Description>
##  For a finite group <A>G</A> and a subgroup <M><A>S</A> \leq <A>G</A></M>
##  this function returns a partition of the elements of <A>G</A> according to
##  the (right) cosets of <A>S</A>. The result is a list of lists, each sublist
##  corresponding to one coset. The first sublist is the elements list of the
##  subgroup, the other lists are arranged accordingly.
##  <Example><![CDATA[
##  gap> CosetDecomposition(SymmetricGroup(4),SymmetricGroup(3));
##  [ [ (), (2,3), (1,2), (1,2,3), (1,3,2), (1,3) ],
##    [ (1,4), (1,4)(2,3), (1,2,4), (1,2,3,4), (1,3,2,4), (1,3,4) ],
##    [ (1,4,2), (1,4,2,3), (2,4), (2,3,4), (1,3)(2,4), (1,3,4,2) ],
##    [ (1,4,3), (1,4,3,2), (1,2,4,3), (1,2)(3,4), (2,4,3), (3,4) ] ]
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("CosetDecomposition");

#############################################################################
##
#F  AllHomomorphismClasses( <G>,<H> )
##
##  <#GAPDoc Label="AllHomomorphismClasses">
##  <ManSection>
##  <Func Name="AllHomomorphismClasses" Arg='G,H'/>
##
##  <Description>
##  For two finite groups <A>G</A> and <A>H</A>, this function returns
##  representatives of all homomorphisms <M><A>G</A> to <A>H</A></M> up to
##  <A>H</A>-conjugacy.
##  <Example><![CDATA[
##  gap> AllHomomorphismClasses(SymmetricGroup(4),SymmetricGroup(3));
##  [ [ (2,4,3), (1,4,2,3) ] -> [ (), () ],
##    [ (2,4,3), (1,4,2,3) ] -> [ (), (1,2) ],
##    [ (2,4,3), (1,4,2,3) ] -> [ (1,2,3), (1,2) ] ]
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("AllHomomorphismClasses");

#############################################################################
##
#F  AllHomomorphisms( <G>,<H> )
##
##  <#GAPDoc Label="AllHomomorphisms">
##  <ManSection>
##  <Func Name="AllHomomorphisms" Arg='G,H'/>
##  <Func Name="AllEndomorphisms" Arg='G'/>
##  <Func Name="AllAutomorphisms" Arg='G'/>
##
##  <Description>
##  For two finite groups <A>G</A> and <A>H</A>, this function returns
##  all homomorphisms <M><A>G</A> to <A>H</A></M>. Since this number will
##  grow quickly, <Ref Func="AllHomomorphismClasses"/> should be used in most
##  cases.
##  <Ref Func="AllEndomorphisms"/> returns all homomorphisms from
##  <A>G</A> to itself,
##  <Ref Func="AllAutomorphisms"/> returns all bijective endomorphisms.
##  <Example><![CDATA[
##  gap> AllHomomorphisms(SymmetricGroup(3),SymmetricGroup(3));
##  [ [ (2,3), (1,2,3) ] -> [ (), () ],
##    [ (2,3), (1,2,3) ] -> [ (1,2), () ],
##    [ (2,3), (1,2,3) ] -> [ (2,3), () ],
##    [ (2,3), (1,2,3) ] -> [ (1,3), () ],
##    [ (2,3), (1,2,3) ] -> [ (2,3), (1,2,3) ],
##    [ (2,3), (1,2,3) ] -> [ (1,3), (1,2,3) ],
##    [ (2,3), (1,2,3) ] -> [ (1,3), (1,3,2) ],
##    [ (2,3), (1,2,3) ] -> [ (1,2), (1,2,3) ],
##    [ (2,3), (1,2,3) ] -> [ (2,3), (1,3,2) ],
##    [ (2,3), (1,2,3) ] -> [ (1,2), (1,3,2) ] ]
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("AllHomomorphisms");

#############################################################################
##
#F  AllSubgroups( <G> )
##
##  <#GAPDoc Label="AllSubgroups">
##  <ManSection>
##  <Func Name="AllSubgroups" Arg='G'/>
##
##  <Description>
##  For a finite group <A>G</A>
##  <Ref Func="AllSubgroups"/> returns a list of all subgroups of <A>G</A>,
##  intended primarily for use in class for small examples.
##  This list will quickly get very long and in general use of
##  <Ref Attr="ConjugacyClassesSubgroups"/> is recommended.
##  <Example><![CDATA[
##  gap> AllSubgroups(SymmetricGroup(3));
##  [ Group(()), Group([ (2,3) ]), Group([ (1,2) ]), Group([ (1,3) ]),
##    Group([ (1,2,3) ]), Group([ (1,2,3), (2,3) ]) ]
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
BindGlobal("AllSubgroups",
function(G)
local cl;
  cl:=ConjugacyClassesSubgroups(G);
  if Sum(cl,Size)>10^5 then
    Info(InfoPerformance,1,"G has ",Sum(cl,Size),
    " subgroups. Writing them all down\n",
    "takes lots of memory and time. Use `ConjugacyClassesSubgroups' to get\n",
    "classes up to conjugaction action, this will be more efficient!");
  fi;
  return Concatenation(List(cl,AsSSortedList));
end);

#############################################################################
##
#F  CheckDigitTestFunction( <l>,<m>,<f> )
##
##  <#GAPDoc Label="CheckDigitTestFunction">
##  <ManSection>
##  <Func Name="CheckDigitTestFunction" Arg='l,m,f'/>
##
##  <Description>
##  This function creates check digit test functions such as
##  <Ref Func="CheckDigitISBN"/> for check digit schemes that use the inner
##  products with a fixed vector modulo a number. The scheme creates will use
##  strings of <A>l</A> digits (including the check digits), the check consists
##  of taking the standard product of the vector of digits with the fixed vector
##  <A>f</A> modulo <A>m</A>; the result needs to be 0.
##
##  The function returns a function that then can be used for testing or
##  determining check digits.
##  <Example><![CDATA[
##  gap> isbntest:=CheckDigitTestFunction(10,11,[1,2,3,4,5,6,7,8,9,-1]);
##  function( arg... ) ... end
##  gap> isbntest("038794680");
##  Check Digit is 2
##  2
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("CheckDigitTestFunction");

#############################################################################
##
#F  CheckDigitISBN( <n> )
##
##  <#GAPDoc Label="CheckDigitISBN">
##  <ManSection>
##  <Func Name="CheckDigitISBN" Arg='n'/>
##  <Func Name="CheckDigitISBN13" Arg='n'/>
##  <Func Name="CheckDigitPostalMoneyOrder" Arg='n'/>
##  <Func Name="CheckDigitUPC" Arg='n'/>
##
##  <Description>
##  These functions can be used to compute, or check, check digits for some
##  everyday items. In each case what is submitted as input is either the number
##  with check digit (in which case the function returns <K>true</K> or
##  <K>false</K>), or the number without check digit (in which case the function
##  returns the missing check digit). The number can be specified as integer, as
##  string (for example in case of leading zeros) or as a sequence of arguments,
##  each representing a single digit.
##
##  The check digits tested are the 10-digit ISBN (International Standard Book
##  Number) using <Ref Func="CheckDigitISBN"/> (since arithmetic is module 11, a
##  digit 11 is represented by an X);
##  the newer 13-digit ISBN-13 using <Ref Func="CheckDigitISBN13"/>;
##  the numbers of 11-digit US postal money orders using
##  <Ref Func="CheckDigitPostalMoneyOrder"/>; and
##  the 12-digit UPC bar code found on groceries using
##  <Ref Func="CheckDigitUPC"/>.
##  <Example><![CDATA[
##  gap> CheckDigitISBN("052166103");
##  Check Digit is 'X'
##  'X'
##  gap> CheckDigitISBN("052166103X");
##  Checksum test satisfied
##  true
##  gap> CheckDigitISBN(0,5,2,1,6,6,1,0,3,1);
##  Checksum test failed
##  false
##  gap> CheckDigitISBN(0,5,2,1,6,6,1,0,3,'X'); # note single quotes!
##  Checksum test satisfied
##  true
##  gap> CheckDigitISBN13("9781420094527");
##  Checksum test satisfied
##  true
##  gap> CheckDigitUPC("07164183001");
##  Check Digit is 1
##  1
##  gap> CheckDigitPostalMoneyOrder(16786457155);
##  Checksum test satisfied
##  true
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##

#############################################################################
##
#F  NumbersString( <S>,<m>[,<table>] )
##
##  <#GAPDoc Label="NumbersString">
##  <ManSection>
##  <Func Name="NumbersString" Arg='s,m [,table]'/>
##
##  <Description>
##  <Ref Func="NumbersString"/> takes a string message <A>s</A> and
##  returns a list of integers, each not exceeding the integer <A>m</A>
##  that encode the
##  message using  the scheme <M>A=11</M>, <M>B=12</M> and so on (and
##  converting lower case to upper case).
##  If a list of characters is given in <A>table</A>,
##  it is used instead for encoding).
##  <Example><![CDATA[
##  gap> l:=NumbersString("Twas brillig and the slithy toves",1000000);
##  [ 303311, 291012, 281922, 221917, 101124, 141030, 181510, 292219,
##    301835, 103025, 321529 ]
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("NumbersString");

#############################################################################
##
#F  StringNumbers( <l>,<m>[,<table>] )
##
##  <#GAPDoc Label="StringNumbers">
##  <ManSection>
##  <Func Name="StringNumbers" Arg='l,m [,table]'/>
##
##  <Description>
##  <Ref Func="StringNumbers"/> takes a list <A>l</A> of integers that was
##  encoded using <Ref Func="NumbersString"/> and the size integer <A>m</A>,
##  and returns a
##  message string, using  the scheme <M>A=11</M>, <M>B=12</M> and so on.
##  If a list of characters is given in <A>table</A>,
##  it is used instead for decoding).
##  <Example><![CDATA[
##  gap> StringNumbers(l,1000000);
##  "TWAS BRILLIG AND THE SLITHY TOVES"
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("StringNumbers");

#############################################################################
##
#F  SetNameObject( <o>,<s> )
##
##  <#GAPDoc Label="SetNameObject">
##  <ManSection>
##  <Func Name="SetNameObject" Arg='o,s'/>
##
##  <Description>
##  <Ref Func="SetNameObject"/>
##  sets the string <A>s</A> as display name for object <A>o</A> in an
##  interactive session. When applying <Ref Func="View"/> to
##  object <A>o</A>, for example in the system's main loop,
##  &GAP; will print the string <A>s</A>.
##  Calling <Ref Func="SetNameObject"/> for the same object <A>o</A> with
##  <A>s</A> set to <Ref Var="fail"/>
##  deletes the special viewing setup.
##  Since use of this features potentially slows down the whole print
##  process, this function should be used sparingly.
##  <Example><![CDATA[
##  gap> SetNameObject(3,"three");
##  gap> Filtered([1..10],IsPrimeInt);
##  [ 2, three, 5, 7 ]
##  gap> SetNameObject(3,fail);
##  gap> Filtered([1..10],IsPrimeInt);
##  [ 2, 3, 5, 7 ]
##  ]]></Example>
##  </Description>
##  </ManSection>
##  <#/GAPDoc>
##
DeclareGlobalFunction("SetNameObject");

##  SetExecutionObject(<o>,<f>)  sets a ``view execution'' for object <o>.
##  When viewing <o>, function <f> will be called on <o>. This can be used
##  to have elements display their action as symmetries of an object.
##  SetExecutionObject(<o>,fail);
##  deletes the special viewing setup.
DeclareGlobalFunction("SetExecutionObject");

InstallGlobalFunction(CosetDecomposition,function(G,S)
local i,l,e;
  e:=AsSSortedList(S);
  l:=[e];
  for i in RightTransversal(G,S) do
    if not i in S then
      Add(l,List(e,x->x*i));
    fi;
  od;
  return l;
end);


BindGlobal("StringLC",function(x,a,y,b)
local s;
  x:=String(x);
  if '+' in x or '-' in x then
    if x[1]<>'-' or '+' in x{[2..Length(x)]} or '-' in x{[2..Length(x)]} then
      x:=Concatenation("(",x,")");
    fi;
  fi;
  a:=String(a);
  if '+' in a or '-' in a then
    a:=Concatenation("(",String(a),")");
  fi;
  s:=Concatenation(x,"*",a);
  if IsOne(y) then
    s:=Concatenation(s," + ",String(b));
    return s;
  fi;
  y:=String(y);
  if '+' in y or '-' in y then
    if y[1]<>'-' or '+' in y{[2..Length(y)]} or '-' in y{[2..Length(y)]} then
      y:=Concatenation("(",y,")");
    fi;
  fi;
  if y[1]<>'-' then
    s:=Concatenation(s," + ");
  else
    s:=Concatenation(s," ");
  fi;

  b:=String(b);
  if '+' in b or '-' in b then
    b:=Concatenation("(",String(b),")");
  fi;
  s:=Concatenation(s,y,"*",b);

  return s;

end);

InstallGlobalFunction(ShowGcd,function(a,b)
local qrs, qr, oa, g, c, d, nd;
  qrs:=[];
  while not IsZero(b) do
    qr:=QuotientRemainder(a,b);
    if not IsZero(qr[1]) then
      Add(qrs,qr); # avoid a first flipping step
    fi;
    Print(a,"=",StringLC(qr[1],b,1,qr[2]),"\n");
    oa:=a;
    a:=b;
    b:=qr[2];
  od;
  Print("The Gcd is ",a,"\n");
  g:=a;

  qrs:=Reversed(qrs{[1..Length(qrs)-1]});
  a:=oa;
  c:=0;
  d:=1;

  for qr in qrs do
    b:=a;
    a:=qr[1]*b+qr[2];
    nd:=c-d*qr[1];
    c:=d;
    d:=nd;
    Print(" = ",StringLC(c,a,d,b),"\n");
  od;
  return g;
end);

InstallGlobalFunction(RootsOfPolynomial,function(arg)
  local p, R;
  p:=Last(arg);
  if not IsUnivariatePolynomial(p) then
    Error("<p> must be an univariate polynomial");
  fi;

  if IsRationalFunctionsFamilyElement(p) then # UFD
    if Length(arg)>1 then
      return RootsOfUPol(arg[1],p);
    else
      return RootsOfUPol(p);
    fi;
  else
    if Length(arg)>1 then
      R:=arg[1];
    else
      R:=DefaultRing(CoefficientsOfUnivariatePolynomial(p));
    fi;
    if Size(R)>10^7 then
      Error("R is not an UFD and too large to test for roots");
    fi;
    return Filtered(Enumerator(R),x->IsZero(Value(p,x)));
  fi;
end);

InstallGlobalFunction(ListOfDigits,function(arg)
local a, l, b, i;
  if Length(arg)=1 and IsString(arg[1]) then
    l:=ShallowCopy(arg[1]);
    l:=Filtered(l,i->not i in "([-)]");
    for i in [1..Length(l)] do
      if l[i] in CHARS_DIGITS then
        l[i]:=Position(CHARS_DIGITS,l[i])-1;
      fi;
    od;
  elif Length(arg)=1 and IsInt(arg[1]) then
    a:=AbsInt(arg[1]);
    l:=[];
    while a<>0 do
      b:=a mod 10;
      Add(l,b);
      a:=(a-b)/10;
    od;
    l:=Reversed(l);
  elif Length(arg)=1 and IsList(arg[1])
    and ForAll(arg[1],i->(IsInt(i) and 0<=i and 9>=i)
     or (i in CHARS_UALPHA)) then
     l:=ShallowCopy(arg[1]);
  elif IsList(arg) and ForAll(arg,i->(IsInt(i) and 0<=i and 9>=i)
     or (i in CHARS_UALPHA)) then
     l:=ShallowCopy(arg);
  else
    Error("Number must be given as integer, as string or as list of digits");
  fi;
  return l;
end);

InstallGlobalFunction(CheckDigitTestFunction,function(len,modulo,scalars)
  return function(arg)
    local l, s, i;
    l:=CallFuncList(ListOfDigits,arg);
    if Length(l)=len or Length(l)=len-1 then
      s:=0;
      for i in [1..len-1] do
        s:=s+scalars[i]*l[i] mod modulo;
      od;
      s:=s/(-scalars[len]) mod modulo;
      if s=10 then
        s:='X';
      fi;
      if Length(l)=len then
        if s=l[len] then
          Print("Checksum test satisfied\n");
        else
          Print("Checksum test failed\n");
        fi;
        return s=l[len];
      else # length=l-1
        Print("Check Digit is ",s,"\n");
        return s;
      fi;
    fi;
    Error("number is of wrong length");
  end;
end);

BindGlobal("CheckDigitISBN",
  CheckDigitTestFunction(10,11,[1,2,3,4,5,6,7,8,9,-1]));
BindGlobal("CheckDigitISBN13",
  CheckDigitTestFunction(13,10,[1,3,1,3,1,3,1,3,1,3,1,3,1]));
BindGlobal("CheckDigitPostalMoneyOrder",
  CheckDigitTestFunction(11,9,[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,-1]));
BindGlobal("CheckDigitUPC",
  CheckDigitTestFunction(12,10,[3,1,3,1,3,1,3,1,3,1,3,1]));

# print tables
BindGlobal("DoPrintTable",function(elm,opstring,operation)
local l,str,m,i,j,p;
  str:=[];
  elm:=ShallowCopy(elm);
  l:=Length(elm);
  for i in [1..l] do
    p:=String(elm[i]);
    Add(str,p);
  od;

  # test closure
  for i in [1..l] do
    for j in [1..l] do
      p:=operation(elm[i],elm[j]);
      if not p in elm then
        Add(elm,p);
        Add(str,String(p));
      fi;
    od;
  od;

  for i in [1..Length(str)] do
    p:=str[i];
    # shorten
    p:=ReplacedString(p,"ZmodnZObj","ZnZ");
    p:=ReplacedString(p,"ZmodpZObj","ZnZ");
    p:=ReplacedString(p,"identity ...","id");
    str[i]:=p;
  od;
  # test closure, if necessary add further elements

  m:=Maximum(List(str,Length));
  m:=Maximum(m,Length(opstring));
  while Length(opstring)<m do
    opstring:=Concatenation(opstring," ");
  od;

  for i in [1..Length(str)] do
    while Length(str[i])<m do
      str[i]:=Concatenation(str[i]," ");
    od;
  od;

  Print(opstring," |\c");
  for i in [1..l] do
    Print(" ",str[i],"\c");
  od;
  p:=ListWithIdenticalEntries((Length(elm)+1)*(m+1)+1,'-');
  p[m+2]:='+';
  Print("\n",p,"\n");
  for i in [1..l] do
    Print(str[i]," |\c");
    for j in [1..l] do
      p:=Position(elm,operation(elm[i],elm[j]));
      p:=str[p];
      Print(" ",p,"\c");
    od;
    Print("\n");
  od;
  Print("\n");
end);

InstallGlobalFunction(ShowMultiplicationTable,function(arg)
local obj,op;
  obj:=arg[1];
  if not IsList(obj) then
    obj:=AsSSortedList(obj);
  fi;
  op:=\*;
  if Length(arg)>1 and IsInt(arg[2]) then
    op:=function(a,b) return a*b mod arg[2];end;
  fi;
  DoPrintTable(obj,"*",op);
end);

InstallGlobalFunction(ShowAdditionTable,function(arg)
local obj,op;
  obj:=arg[1];
  if not IsList(obj) then
    obj:=AsSSortedList(obj);
  fi;
  op:=\+;
  if Length(arg)>1 and IsInt(arg[2]) then
    op:=function(a,b) return a+b mod arg[2];end;
  fi;
  DoPrintTable(obj,"+",op);
end);


#naming of objects

BindGlobal("SpecialViewSetupFunction",function(OBJLIST)
return function(o,n)
  local p;
  if not CanEasilyCompareElements(FamilyObj(o)) then
    Error("Element is in family without efficient equality test.\n",
          "This can cause problems");
  fi;
  p:=PositionProperty(OBJLIST,x->x[1]=o);
  if p<>fail then
    if n=fail then
      # delete
      Remove(OBJLIST, p);
    else
      OBJLIST[p][2]:=n;
    fi;
  elif n<>fail then
    Add(OBJLIST,[o,n]);
  fi;
end;
end);

if IsHPCGAP then
    MakeThreadLocal("NAMEDOBJECTS");
    MakeThreadLocal("EXECUTEOBJECTS");
    BindThreadLocal("NAMEDOBJECTS", []);
    BindThreadLocal("EXECUTEOBJECTS", []);
else
    NAMEDOBJECTS:=[];
    EXECUTEOBJECTS:=[];
fi;

InstallGlobalFunction(SetNameObject,SpecialViewSetupFunction(NAMEDOBJECTS));
InstallGlobalFunction(SetExecutionObject,
  SpecialViewSetupFunction(EXECUTEOBJECTS));

# special view method for ``named'' objects or objects that should execute
# something.
InstallMethod(ViewObj,true,[IsObject],SUM_FLAGS,
function(o)
  local i;
  if Length(NAMEDOBJECTS)=0 and Length(EXECUTEOBJECTS)=0 then
    TryNextMethod();
  fi;

  for i in EXECUTEOBJECTS do
    if i[1]=o then
      i[2](o); # EXECUTE
    fi;
  od;

  for i in NAMEDOBJECTS do
    if i[1]=o then
      Print(i[2]);
      return;
    fi;
  od;
  TryNextMethod();
end);

# special string method for ``named'' objects.
InstallMethod(String,true,[IsObject],SUM_FLAGS,
function(o)
  local i;
  if Length(NAMEDOBJECTS)=0 then
    TryNextMethod();
  fi;

  for i in NAMEDOBJECTS do
    if i[1]=o then
      return String(i[2]);
    fi;
  od;
  TryNextMethod();
end);

# string/number list encoding
InstallGlobalFunction(NumbersString,function(arg)
  local message,modulus,table,tenpow,bound,l,m,i,p;
  message:=arg[1];
  modulus:=arg[2];
  if Length(arg)>2 then
    table:=arg[3];
  else
    table:=Concatenation(ListWithIdenticalEntries(9,0)," ",
             CHARS_UALPHA,CHARS_DIGITS,CHARS_SYMBOLS);
    message:=UppercaseString(message);
  fi;
  if modulus<Length(table) then
    Error("modulus must be at least as large as the translation table");
  fi;
  tenpow:=10^(LogInt(Length(table),10)+1);
  bound:=Int(modulus/tenpow);
  l:=[];
  m:=0;
  for i in message do
    p:=Position(table,i);
    if p=fail then
      Error("Symbol ",i,"is not encodable");
    fi;
    if m<bound then
      m:=m*tenpow+p;
    else
      Add(l,m);
      m:=p;
    fi;
  od;
  Add(l,m);
  return l;
end);

InstallGlobalFunction(StringNumbers,function(arg)
  local message,modulus,table,tenpow,l,i;
  l:=arg[1];
  modulus:=arg[2];
  if Length(arg)>2 then
    table:=arg[3];
  else
    table:=Concatenation(ListWithIdenticalEntries(9,0)," ",
             CHARS_UALPHA,CHARS_DIGITS,CHARS_SYMBOLS);
  fi;
  if modulus<Length(table) then
    Error("modulus must be at least as large as the translation table");
  fi;
  message:="";
  tenpow:=10^(LogInt(Length(table),10)+1);
  l:=Concatenation(List(l,x->Reversed(CoefficientsQadic(x,tenpow))));
  for i in l do
    if not IsBound(table[i]) then
      Error("message uses illegal symbol ",i);
    fi;
    Add(message,table[i]);
  od;
  return message;
end);


# functions specific to Gallians textbook

BindGlobal("GallianUlist",function(n)
  local o;
  o:=One(Integers mod n);
  return List(Filtered([1..n-1],i->Gcd(i,n)=1),i->i*o);
end);

BindGlobal("GallianCyclic",function(n,a)
  if Gcd(a,n)<>1 then
    Error("a must be coprime to n");
  fi;
  return AsSSortedList(Group(a*One(Integers mod n)));
end);

BindGlobal("GallianOrderFrequency",function(G)
local c,l,i,p;
  c:=ConjugacyClasses(G);
  l:=[];
  for i in c do
    p:=First(l,x->x[1]=Order(Representative(i)));
    if p<>fail then
      p[2]:=p[2]+Size(i);
    else
      AddSet(l,[Order(Representative(i)),Size(i)]);
    fi;
  od;
  Print("[Order of element, Number of that order]=");
  return l;
end);

BindGlobal("GallianCstruc",function(G,s)
local c,l,i;
  c:=ConjugacyClasses(G);
  l:=[];
  for i in c do
    if CycleStructurePerm(Representative(i))=s then
      l:=Union(l,AsSSortedList(i));
    fi;
  od;
  return l;
end);


# up to G-conjugacy
InstallGlobalFunction(AllHomomorphismClasses,function(H,G)
local cl,cnt,bg,bw,bo,bi,k,gens,go,imgs,params,emb,sg,c,i;

  if not HasIsFinite(H) then
    Info(InfoPerformance,1,"Forcing finiteness test -- might not terminate");
  fi;
  if not IsFinite(H) then
    Error("the first argument must be a finite group");
  fi;

  if IsAbelian(G) and not IsAbelian(H) then
    k:=NaturalHomomorphismByNormalSubgroup(H,DerivedSubgroup(H));
    return List(AllHomomorphismClasses(Image(k),G),x->k*x);
  fi;

  cl:=ConjugacyClasses(G);

  if IsCyclic(H) then
    if Size(H)=1 then
      k:=One(H);
    else
      k:=MinimalGeneratingSet(H)[1];
    fi;
    c:=Order(k);
    Assert(1,Order(k)=Order(H));
    cl:=List(cl,Representative);
    cl:=Filtered(cl,x->IsInt(c/Order(x)));
    return List(cl,x->GroupHomomorphismByImagesNC(H,G,[k],[x]));
  fi;

  # find a suitable generating system
  bw:=infinity;
  bo:=[0,0];
  cnt:=0;
  if IsFinite(H) then
    repeat
      if cnt=0 then
        # first the small gen syst.
        if IsSolvableGroup(H) and CanEasilyComputePcgs(H) then
          gens:=MinimalGeneratingSet(H);
        else
          gens:=SmallGeneratingSet(H);
        fi;
        sg:=Length(gens);
      else
        # then something random
        repeat
          if Length(gens)>2 and Random(1,2)=1 then
            # try to get down to 2 gens
            gens:=List([1,2],i->Random(H));
          else
            gens:=List([1..sg],i->Random(H));
          fi;
          # try to get small orders
          for k in [1..Length(gens)] do
            go:=Order(gens[k]);
            # try a p-element
            if Random(1,3*Length(gens))=1 then
              gens[k]:=gens[k]^(go/(Random(Factors(go))));
            fi;
          od;

        until Index(H,SubgroupNC(H,gens))=1;
      fi;

      go:=List(gens,Order);
      imgs:=List(go,i->Filtered(cl,j->IsInt(i/Order(Representative(j)))));
      Info(InfoMorph,3,go,":",Product(imgs,i->Sum(i,Size)));
      if Product(imgs,i->Sum(i,Size))<bw then
        bg:=gens;
        bo:=go;
        bi:=imgs;
        bw:=Product(imgs,i->Sum(i,Size));
      elif Set(go)=Set(bo) then
        # we hit the orders again -> sign that we can't be
        # completely off track
        cnt:=cnt+Int(bw/Size(G)*3);
      fi;
      cnt:=cnt+1;
    until bw/Size(G)*3<cnt;
  else
    gens:=GeneratorsOfGroup(H);
    bg:=gens;
    imgs:=List(gens,x->cl);
    bi:=imgs;
  fi;

  if bw=0 then
    Error("trivial homomorphism not found");
  fi;

  # skipped verbal business

  Info(InfoMorph,2,"find ",bw," from ",cnt);

  if IsFinite(H) and Length(bg)>2 and cnt>Size(H)^2 and Size(G)<bw then
    Info(InfoPerformance,1,
"The group tested requires many generators. `AllHomomorphismClasses' often\n",
"#I  does not perform well for such groups -- see the documentation.");
  fi;

  params:=rec(gens:=bg,from:=H);
  # find all homs
  emb:=MorClassLoop(G,bi,params,
    # all homs = 1+8
    9);
  Info(InfoMorph,2,Length(emb)," homomorphisms");
  # skipped removal of duplicate images
  return emb;
end);

InstallGlobalFunction(AllHomomorphisms,function(G,H)
local c,i,m,o,j;
  c:=[];
  for i in AllHomomorphismClasses(G,H) do
    m:=MappingGeneratorsImages(i);
    o:=Orbit(H,m[2],OnTuples);
    for j in o do
      Add(c,GroupHomomorphismByImages(G,H,m[1],j));
    od;
  od;
  return c;
end);

BindGlobal("AllEndomorphisms",G->AllHomomorphisms(G,G));

BindGlobal("GallianHomoDn",AllEndomorphisms);

BindGlobal("AllAutomorphisms",G->AsSSortedList(AutomorphismGroup(G)));

BindGlobal("GallianAutoDn",AllAutomorphisms);

BindGlobal("GallianIntror2",n->RootsOfPolynomial(Indeterminate(Integers mod n)^2+1));




[ Dauer der Verarbeitung: 0.31 Sekunden  (vorverarbeitet)  ]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....
    

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge