mirror of
https://github.com/allemangD/toddcox-visualize.git
synced 2025-11-10 03:52:48 -05:00
WIP: Make tc::Group header-only
(except for tc::Group::subgroup, since it needs full definition of tc::Group _and_ tc::SubGroup)
This commit is contained in:
David Allemang
@@ -1,8 +1,11 @@
|
||||
add_library(tc
|
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include/tc/groups.hpp
|
||||
src/groups.cpp
|
||||
include/tc/core.hpp
|
||||
include/tc/cosets.hpp
|
||||
include/tc/group.hpp
|
||||
include/tc/groups.hpp
|
||||
include/tc/util.hpp
|
||||
src/core.cpp
|
||||
src/groups.cpp
|
||||
src/solve.cpp)
|
||||
|
||||
target_include_directories(tc PUBLIC include)
|
||||
|
||||
@@ -5,161 +5,6 @@
|
||||
#include <vector>
|
||||
#include <string>
|
||||
|
||||
namespace tc {
|
||||
struct Action {
|
||||
int from_idx = -1;
|
||||
int gen = -1;
|
||||
|
||||
Action() = default;
|
||||
|
||||
Action(const Action &) = default;
|
||||
|
||||
Action(int from_idx, int gen);
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct Path {
|
||||
std::vector<Action> path;
|
||||
|
||||
Path() = default;
|
||||
|
||||
Path(const Path &) = default;
|
||||
|
||||
void add_row();
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] Action get(int to_idx) const;
|
||||
|
||||
void put(int from_idx, int gen, int to_idx);
|
||||
|
||||
template<class C, class T, class E>
|
||||
void walk(
|
||||
C& res,
|
||||
T start,
|
||||
std::vector<E> gens,
|
||||
std::function<T(const T &, const E &)> op
|
||||
) const {
|
||||
size_t s = size();
|
||||
res.reserve(s);
|
||||
res.push_back(start);
|
||||
|
||||
for (int i = 1; i < s; ++i) {
|
||||
auto &action = path[i];
|
||||
auto &from = res.get(action.from_idx);
|
||||
auto &val = gens[action.gen];
|
||||
res.push_back(op(from,val));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
template<class T, class E>
|
||||
[[nodiscard]] std::vector<T> walk(
|
||||
T start,
|
||||
std::vector<E> gens,
|
||||
std::function<T(const T &, const E &)> op
|
||||
) const {
|
||||
std::vector<T> res;
|
||||
res.reserve(size());
|
||||
res.push_back(start);
|
||||
|
||||
for (int i = 1; i < size(); ++i) {
|
||||
auto &action = path[i];
|
||||
auto &from = res[action.from_idx];
|
||||
auto &val = gens[action.gen];
|
||||
res.push_back(op(from, val));
|
||||
}
|
||||
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template<class T>
|
||||
[[nodiscard]] std::vector<T> walk(
|
||||
T start,
|
||||
std::function<T(const T &, const int &)> op
|
||||
) const {
|
||||
std::vector<T> res;
|
||||
res.reserve(size());
|
||||
res.push_back(start);
|
||||
|
||||
for (int i = 1; i < size(); ++i) {
|
||||
auto &action = path[i];
|
||||
auto &from = res[action.from_idx];
|
||||
auto &val = action.gen;
|
||||
res[i] = op(from, val);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] size_t size() const;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct Cosets {
|
||||
int ngens;
|
||||
std::vector<int> data;
|
||||
Path path;
|
||||
|
||||
Cosets(const Cosets &) = default;
|
||||
|
||||
explicit Cosets(int ngens);
|
||||
|
||||
void add_row();
|
||||
|
||||
void put(int coset, int gen, int target);
|
||||
|
||||
void put(int idx, int target);
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] int get(int coset, int gen) const;
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] int get(int idx) const;
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] size_t size() const;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct Rel {
|
||||
std::array<int, 2> gens;
|
||||
int mult;
|
||||
|
||||
Rel() = default;
|
||||
|
||||
Rel(const Rel &) = default;
|
||||
|
||||
Rel(int a, int b, int m);
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] Rel shift(int off) const;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct SubGroup;
|
||||
|
||||
struct Group {
|
||||
int ngens;
|
||||
std::vector<std::vector<int>> _mults;
|
||||
std::string name;
|
||||
|
||||
Group(const Group &) = default;
|
||||
|
||||
explicit Group(int ngens, const std::vector<Rel> &rels = {}, std::string name = "G");
|
||||
|
||||
void set(const Rel &r);
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] int get(int a, int b) const;
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] std::vector<Rel> rels() const;
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] SubGroup subgroup(const std::vector<int> &gens) const;
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] Group product(const Group &other) const;
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] Group power(int p) const;
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] Cosets solve(const std::vector<int> &sub_gens = {}) const;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct SubGroup : public Group {
|
||||
std::vector<int> gen_map;
|
||||
const Group &parent;
|
||||
|
||||
SubGroup(const Group &parent, std::vector<int> gen_map);
|
||||
};
|
||||
|
||||
Group operator*(const Group &g, const Group &h);
|
||||
|
||||
Group operator^(const Group &g, int p);
|
||||
}
|
||||
#include "util.hpp"
|
||||
#include "cosets.hpp"
|
||||
#include "group.hpp"
|
||||
|
||||
56
tc/include/tc/cosets.hpp
Normal file
56
tc/include/tc/cosets.hpp
Normal file
@@ -0,0 +1,56 @@
|
||||
#pragma once
|
||||
|
||||
#include <cstdlib>
|
||||
|
||||
#include "cosets.hpp"
|
||||
|
||||
namespace tc {
|
||||
struct Cosets {
|
||||
int ngens;
|
||||
std::vector<int> data;
|
||||
Path path;
|
||||
|
||||
Cosets(const Cosets &) = default;
|
||||
|
||||
explicit Cosets(int ngens)
|
||||
: ngens(ngens) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
void add_row() {
|
||||
data.resize(data.size() + ngens, -1);
|
||||
path.add_row();
|
||||
}
|
||||
|
||||
void put(int coset, int gen, int target) {
|
||||
data[coset * ngens + gen] = target;
|
||||
data[target * ngens + gen] = coset;
|
||||
|
||||
if (path.get(target).from_idx == -1) {
|
||||
path.put(coset, gen, target);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void put(int idx, int target) {
|
||||
int coset = idx / ngens;
|
||||
int gen = idx % ngens;
|
||||
data[idx] = target;
|
||||
data[target * ngens + gen] = coset;
|
||||
|
||||
if (path.get(target).from_idx == -1) {
|
||||
path.put(coset, gen, target);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] int get(int coset, int gen) const {
|
||||
return data[coset * ngens + gen];
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] int get(int idx) const {
|
||||
return data[idx];
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] size_t size() const {
|
||||
return path.size();
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
98
tc/include/tc/group.hpp
Normal file
98
tc/include/tc/group.hpp
Normal file
@@ -0,0 +1,98 @@
|
||||
#pragma once
|
||||
|
||||
#include <sstream>
|
||||
|
||||
namespace tc {
|
||||
struct Group;
|
||||
struct SubGroup;
|
||||
|
||||
struct Group {
|
||||
int ngens;
|
||||
std::vector<std::vector<int>> _mults;
|
||||
std::string name;
|
||||
|
||||
Group(const Group &) = default;
|
||||
|
||||
explicit Group(int ngens, const std::vector<Rel> &rels = {}, std::string name = "G")
|
||||
: ngens(ngens), name(std::move(name)) {
|
||||
_mults.resize(ngens);
|
||||
|
||||
for (auto &mult: _mults) {
|
||||
mult.resize(ngens, 2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (const auto &rel: rels) {
|
||||
set(rel);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void set(const Rel &r) {
|
||||
_mults[r.gens[0]][r.gens[1]] = r.mult;
|
||||
_mults[r.gens[1]][r.gens[0]] = r.mult;
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] int get(int a, int b) const {
|
||||
return _mults[a][b];
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] std::vector<Rel> rels() const {
|
||||
std::vector<Rel> res;
|
||||
for (int i = 0; i < ngens - 1; ++i) {
|
||||
for (int j = i + 1; j < ngens; ++j) {
|
||||
res.emplace_back(i, j, get(i, j));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] SubGroup subgroup(const std::vector<int> &gens) const;
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] Group product(const Group &other) const {
|
||||
std::stringstream ss;
|
||||
ss << name << "*" << other.name;
|
||||
|
||||
Group g(ngens + other.ngens, rels(), ss.str());
|
||||
|
||||
for (const auto &rel: other.rels()) {
|
||||
g.set(rel.shift(ngens));
|
||||
}
|
||||
|
||||
return g;
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] Group power(int p) const {
|
||||
std::stringstream ss;
|
||||
ss << name << "^" << p;
|
||||
|
||||
Group g(ngens * p, {}, ss.str());
|
||||
for (const auto &rel: rels()) {
|
||||
for (int off = 0; off < g.ngens; off += ngens) {
|
||||
g.set(rel.shift(off));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return g;
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] Cosets solve(const std::vector<int> &sub_gens = {}) const;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct SubGroup : public Group {
|
||||
std::vector<int> gen_map;
|
||||
const Group &parent;
|
||||
|
||||
SubGroup(const Group &parent, std::vector<int> gen_map)
|
||||
: Group(gen_map.size()), parent(parent), gen_map() {
|
||||
|
||||
std::sort(gen_map.begin(), gen_map.end());
|
||||
this->gen_map = gen_map;
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < gen_map.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < gen_map.size(); ++j) {
|
||||
int mult = parent.get(gen_map[i], gen_map[j]);
|
||||
set(Rel(i, j, mult));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
120
tc/include/tc/util.hpp
Normal file
120
tc/include/tc/util.hpp
Normal file
@@ -0,0 +1,120 @@
|
||||
#pragma once
|
||||
|
||||
#include <cstdlib>
|
||||
#include <vector>
|
||||
#include <algorithm>
|
||||
#include <functional>
|
||||
|
||||
namespace tc {
|
||||
struct Action {
|
||||
int from_idx = -1;
|
||||
int gen = -1;
|
||||
|
||||
Action() = default;
|
||||
|
||||
Action(const Action &) = default;
|
||||
|
||||
Action(int from_idx, int gen)
|
||||
: from_idx(from_idx), gen(gen) {
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct Path {
|
||||
std::vector<Action> path;
|
||||
|
||||
Path() = default;
|
||||
|
||||
Path(const Path &) = default;
|
||||
|
||||
void add_row() {
|
||||
path.resize(path.size() + 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] Action get(int to_idx) const {
|
||||
return path[to_idx];
|
||||
}
|
||||
|
||||
void put(int from_idx, int gen, int to_idx) {
|
||||
path[to_idx] = Action(from_idx, gen);
|
||||
}
|
||||
|
||||
template<class C, class T, class E>
|
||||
void walk(
|
||||
C &res,
|
||||
T start,
|
||||
std::vector<E> gens,
|
||||
std::function<T(const T &, const E &)> op
|
||||
) const {
|
||||
size_t s = size();
|
||||
res.reserve(s);
|
||||
res.push_back(start);
|
||||
|
||||
for (int i = 1; i < s; ++i) {
|
||||
auto &action = path[i];
|
||||
auto &from = res.get(action.from_idx);
|
||||
auto &val = gens[action.gen];
|
||||
res.push_back(op(from, val));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
template<class T, class E>
|
||||
[[nodiscard]] std::vector<T> walk(
|
||||
T start,
|
||||
std::vector<E> gens,
|
||||
std::function<T(const T &, const E &)> op
|
||||
) const {
|
||||
std::vector<T> res;
|
||||
res.reserve(size());
|
||||
res.push_back(start);
|
||||
|
||||
for (int i = 1; i < size(); ++i) {
|
||||
auto &action = path[i];
|
||||
auto &from = res[action.from_idx];
|
||||
auto &val = gens[action.gen];
|
||||
res.push_back(op(from, val));
|
||||
}
|
||||
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template<class T>
|
||||
[[nodiscard]] std::vector<T> walk(
|
||||
T start,
|
||||
std::function<T(const T &, const int &)> op
|
||||
) const {
|
||||
std::vector<T> res;
|
||||
res.reserve(size());
|
||||
res.push_back(start);
|
||||
|
||||
for (int i = 1; i < size(); ++i) {
|
||||
auto &action = path[i];
|
||||
auto &from = res[action.from_idx];
|
||||
auto &val = action.gen;
|
||||
res[i] = op(from, val);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] size_t size() const {
|
||||
return path.size();
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct Rel {
|
||||
std::array<int, 2> gens;
|
||||
int mult;
|
||||
|
||||
Rel() = default;
|
||||
|
||||
Rel(const Rel &) = default;
|
||||
|
||||
Rel(int a, int b, int m)
|
||||
: gens({a, b}), mult(m) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
[[nodiscard]] Rel shift(int off) const {
|
||||
return Rel(gens[0] + off, gens[1] + off, mult);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
156
tc/src/core.cpp
156
tc/src/core.cpp
@@ -1,161 +1,7 @@
|
||||
#include "tc/core.hpp"
|
||||
|
||||
#include <utility>
|
||||
#include <sstream>
|
||||
#include <algorithm>
|
||||
#include <tc/core.hpp>
|
||||
|
||||
namespace tc {
|
||||
Action::Action(int from_idx, int gen)
|
||||
: from_idx(from_idx), gen(gen) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Path::add_row() {
|
||||
path.resize(path.size() + 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Action Path::get(int to_idx) const {
|
||||
return path[to_idx];
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Path::put(int from_idx, int gen, int to_idx) {
|
||||
path[to_idx] = Action(from_idx, gen);
|
||||
}
|
||||
|
||||
size_t Path::size() const {
|
||||
return path.size();
|
||||
}
|
||||
|
||||
Cosets::Cosets(int ngens)
|
||||
: ngens(ngens) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Cosets::add_row() {
|
||||
data.resize(data.size() + ngens, -1);
|
||||
path.add_row();
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Cosets::put(int coset, int gen, int target) {
|
||||
data[coset * ngens + gen] = target;
|
||||
data[target * ngens + gen] = coset;
|
||||
|
||||
if (path.get(target).from_idx == -1) {
|
||||
path.put(coset, gen, target);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Cosets::put(int idx, int target) {
|
||||
int coset = idx / ngens;
|
||||
int gen = idx % ngens;
|
||||
data[idx] = target;
|
||||
data[target * ngens + gen] = coset;
|
||||
|
||||
if (path.get(target).from_idx == -1) {
|
||||
path.put(coset, gen, target);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
int Cosets::get(int coset, int gen) const {
|
||||
return data[coset * ngens + gen];
|
||||
}
|
||||
|
||||
int Cosets::get(int idx) const {
|
||||
return data[idx];
|
||||
}
|
||||
|
||||
size_t Cosets::size() const {
|
||||
return path.size();
|
||||
}
|
||||
|
||||
Rel::Rel(int a, int b, int m)
|
||||
: gens({a, b}), mult(m) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
Rel Rel::shift(int off) const {
|
||||
return Rel(gens[0] + off, gens[1] + off, mult);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Group::Group(int ngens, const std::vector<Rel> &rels, std::string name)
|
||||
: ngens(ngens), name(std::move(name)) {
|
||||
_mults.resize(ngens);
|
||||
|
||||
for (auto &mult : _mults) {
|
||||
mult.resize(ngens, 2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (const auto &rel : rels) {
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set(rel);
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}
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}
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void Group::set(const Rel &r) {
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||||
_mults[r.gens[0]][r.gens[1]] = r.mult;
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||||
_mults[r.gens[1]][r.gens[0]] = r.mult;
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||||
}
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int Group::get(int a, int b) const {
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||||
return _mults[a][b];
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}
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std::vector<Rel> Group::rels() const {
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||||
std::vector<Rel> res;
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||||
for (int i = 0; i < ngens - 1; ++i) {
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||||
for (int j = i + 1; j < ngens; ++j) {
|
||||
res.emplace_back(i, j, get(i, j));
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||||
}
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||||
}
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||||
return res;
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||||
}
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SubGroup Group::subgroup(const std::vector<int> &gens) const {
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||||
return SubGroup(*this, gens);
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||||
}
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||||
Group Group::product(const Group &other) const {
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||||
std::stringstream ss;
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||||
ss << name << "*" << other.name;
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Group g(ngens + other.ngens, rels(), ss.str());
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for (const auto &rel : other.rels()) {
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||||
g.set(rel.shift(ngens));
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||||
}
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return g;
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||||
}
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Group Group::power(int p) const {
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||||
std::stringstream ss;
|
||||
ss << name << "^" << p;
|
||||
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||||
Group g(ngens * p, {}, ss.str());
|
||||
for (const auto &rel : rels()) {
|
||||
for (int off = 0; off < g.ngens; off += ngens) {
|
||||
g.set(rel.shift(off));
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}
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||||
}
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||||
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||||
return g;
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||||
}
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||||
SubGroup::SubGroup(const Group &parent, std::vector<int> gen_map)
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||||
: Group(gen_map.size()), parent(parent) {
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||||
std::sort(gen_map.begin(), gen_map.end());
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||||
this->gen_map = gen_map;
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||||
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||||
for (size_t i = 0; i < gen_map.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < gen_map.size(); ++j) {
|
||||
int mult = parent.get(gen_map[i], gen_map[j]);
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||||
set(Rel(i, j, mult));
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}
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||||
}
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||||
}
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Group operator*(const Group &g, const Group &h) {
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return g.product(h);
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}
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Group operator^(const Group &g, int p) {
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||||
return g.power(p);
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}
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}
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