forked from mirror/toddcox-faster
Introduce complex solvers
This commit is contained in:
2
.gitignore
vendored
2
.gitignore
vendored
@@ -2,3 +2,5 @@
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|||||||
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||||||
*.[oa]
|
*.[oa]
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||||||
cmake-build*
|
cmake-build*
|
||||||
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||||||
|
Testing/Temporary
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||||||
|
|||||||
@@ -8,23 +8,23 @@
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|||||||
#include <tc/groups.hpp>
|
#include <tc/groups.hpp>
|
||||||
#include <tc/solver.hpp>
|
#include <tc/solver.hpp>
|
||||||
|
|
||||||
std::vector<unsigned int> parse_vec(const std::string &part) {
|
tc::Symbol parse_vec(const std::string &part) {
|
||||||
std::istringstream iss(part);
|
std::istringstream iss(part);
|
||||||
|
|
||||||
std::vector<unsigned int> res;
|
std::vector<unsigned int> vec;
|
||||||
|
|
||||||
std::string token;
|
std::string token;
|
||||||
while (std::getline(iss, token, ' ')) {
|
while (std::getline(iss, token, ' ')) {
|
||||||
res.push_back(std::stoul(token));
|
vec.push_back(std::stoul(token));
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
return res;
|
return Eigen::Map<tc::Symbol>(vec.data(), vec.size());
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
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||||||
size_t compute(
|
size_t compute(
|
||||||
const tc::Group &group,
|
const tc::Group &group,
|
||||||
const std::vector<unsigned int> &vgens
|
const tc::Symbol &gens
|
||||||
) {
|
) {
|
||||||
auto table = tc::solve(group, vgens);
|
auto table = tc::solve(group, gens);
|
||||||
return table.order();
|
return table.order();
|
||||||
}
|
}
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|||||||
@@ -6,3 +6,6 @@ target_link_libraries(path PRIVATE tc)
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|||||||
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||||||
add_executable(group group.cpp)
|
add_executable(group group.cpp)
|
||||||
target_link_libraries(group PRIVATE tc)
|
target_link_libraries(group PRIVATE tc)
|
||||||
|
|
||||||
|
add_executable(complex complex.cpp)
|
||||||
|
target_link_libraries(complex PRIVATE tc)
|
||||||
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|||||||
@@ -7,8 +7,11 @@
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|||||||
|
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||||||
template<class G>
|
template<class G>
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void test(const G &group) {
|
void test(const G &group) {
|
||||||
|
tc::Symbol gens(1);
|
||||||
|
gens << 0;
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||||||
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||||||
auto s = std::clock();
|
auto s = std::clock();
|
||||||
auto cosets = tc::solve(group, {0});
|
auto cosets = tc::solve(group, gens);
|
||||||
auto e = std::clock();
|
auto e = std::clock();
|
||||||
|
|
||||||
double diff = (double) (e - s) / CLOCKS_PER_SEC;
|
double diff = (double) (e - s) / CLOCKS_PER_SEC;
|
||||||
|
|||||||
17
examples/complex.cpp
Normal file
17
examples/complex.cpp
Normal file
@@ -0,0 +1,17 @@
|
|||||||
|
#include <iostream>
|
||||||
|
#include <tc/complex.hpp>
|
||||||
|
#include <tc/groups.hpp>
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||||||
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||||||
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int main() {
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||||||
|
tc::Symbol symbol(3);
|
||||||
|
symbol << 5, 3, 3;
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||||||
|
auto group = tc::schlafli(symbol);
|
||||||
|
|
||||||
|
constexpr int N = 4;
|
||||||
|
std::vector<tc::Symbol> combos = tc::combinations(group.gens, N - 1);
|
||||||
|
auto data = tc::merge<N>(tc::hull<4>(group, combos, {}));
|
||||||
|
|
||||||
|
std::cout << data.size() << std::endl;
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
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@@ -6,8 +6,9 @@
|
|||||||
#include <tc/groups.hpp>
|
#include <tc/groups.hpp>
|
||||||
|
|
||||||
int main() {
|
int main() {
|
||||||
|
tc::Symbol gens(0);
|
||||||
auto cube = tc::group::B(3);
|
auto cube = tc::group::B(3);
|
||||||
auto vars = tc::solve(cube);
|
auto vars = tc::solve(cube, gens);
|
||||||
|
|
||||||
std::string start;
|
std::string start;
|
||||||
std::vector<std::string> names = {"a", "b", "c"};
|
std::vector<std::string> names = {"a", "b", "c"};
|
||||||
|
|||||||
284
include/tc/complex.hpp
Normal file
284
include/tc/complex.hpp
Normal file
@@ -0,0 +1,284 @@
|
|||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <tc/group.hpp>
|
||||||
|
#include <tc/solver.hpp>
|
||||||
|
#include <cmath>
|
||||||
|
#include <optional>
|
||||||
|
#include <numeric>
|
||||||
|
#include <iostream>
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace tc {
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||||||
|
std::vector<Symbol> combinations(const Symbol &symbol, size_t srank) {
|
||||||
|
size_t rank = symbol.size();
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<bool> mask(rank, false);
|
||||||
|
std::fill_n(mask.begin(), srank, true);
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<Symbol> combos;
|
||||||
|
combos.reserve(choose(rank, srank));
|
||||||
|
|
||||||
|
Symbol row(srank);
|
||||||
|
do {
|
||||||
|
for (int j = 0, k = 0; j < rank; ++j) {
|
||||||
|
if (mask[j]) {
|
||||||
|
row(k++) = symbol(j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
combos.emplace_back(row);
|
||||||
|
} while (std::prev_permutation(mask.begin(), mask.end()));
|
||||||
|
|
||||||
|
return combos;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* An primitive stage N indices.
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|
* @tparam N
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|
*/
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||||||
|
template<unsigned N>
|
||||||
|
struct Primitive {
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||||||
|
static_assert(N > 0, "Primitives must contain at least one point. Primitive<0> or lower is impossible.");
|
||||||
|
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||||||
|
std::array<unsigned, N> inds;
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||||||
|
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|
Primitive() = default;
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||||||
|
Primitive(const Primitive<N> &) = default;
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|
||||||
|
Primitive(const Primitive<N - 1> &sub, unsigned root) {
|
||||||
|
std::copy(sub.inds.begin(), sub.inds.end(), inds.begin());
|
||||||
|
inds[N - 1] = root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
~Primitive() = default;
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||||||
|
|
||||||
|
inline void flip() {
|
||||||
|
if (N > 1) std::swap(inds[0], inds[1]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void apply(const tc::Cosets &table, unsigned int gen) {
|
||||||
|
for (auto &ind: inds) {
|
||||||
|
ind = table.get(ind, gen);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
flip();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Produce a list of all generators for the group context. The range [0..group.rank).
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
std::vector<unsigned int> generators(const tc::Group &context) {
|
||||||
|
std::vector<unsigned int> g_gens(context.rank());
|
||||||
|
std::iota(g_gens.begin(), g_gens.end(), 0);
|
||||||
|
return g_gens;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Determine whether the orientation of the group sg_gens is reversed from the group g_gens within group context
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||||||
|
*/
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||||||
|
int get_parity(
|
||||||
|
const tc::Group &context,
|
||||||
|
const Symbol &g_gens,
|
||||||
|
const Symbol &sg_gens
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||||||
|
) {
|
||||||
|
if (g_gens.size() != sg_gens.size() + 1) return 0;
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||||||
|
|
||||||
|
const auto proper_sg_gens = recontext_gens(context.rank(), g_gens, sg_gens);
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|
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||||||
|
int i = 0;
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||||||
|
for (; i < sg_gens.size(); ++i) {
|
||||||
|
if (proper_sg_gens[i] != i) {
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return i & 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Apply some context transformation to all primitives of this mesh.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
template<unsigned N>
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> apply(std::vector<Primitive<N>> prims, const tc::Cosets &table, unsigned int gen) {
|
||||||
|
for (auto &prim: prims) {
|
||||||
|
prim.apply(table, gen);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return prims;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Reverse the orientation of all primitives in this mesh.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
template<unsigned N>
|
||||||
|
void flip(std::vector<Primitive<N>> prims) {
|
||||||
|
for (auto &prim: prims) {
|
||||||
|
prim.flip();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Convert the indexes of this mesh to those of a different context, using g_gens to build the parent context and sg_gens to build this context.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
template<unsigned N>
|
||||||
|
[[nodiscard]]
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> recontext(
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> prims,
|
||||||
|
const tc::Group &context,
|
||||||
|
const Symbol &g_gens,
|
||||||
|
const Symbol &sg_gens
|
||||||
|
) {
|
||||||
|
const auto proper_sg_gens = recontext_gens(context.rank(), g_gens, sg_gens);
|
||||||
|
|
||||||
|
const auto table = solve(context, g_gens, Symbol(0));
|
||||||
|
const auto path = solve(context, sg_gens, Symbol(0)).path();
|
||||||
|
|
||||||
|
auto map = path.walk(0U, proper_sg_gens, [&table](auto coset, auto gen) {
|
||||||
|
return table.get(coset, gen);
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> res(prims);
|
||||||
|
for (Primitive<N> &prim: res) {
|
||||||
|
for (auto &ind: prim.inds) {
|
||||||
|
ind = map[ind];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (get_parity(context, g_gens, sg_gens) == 1)
|
||||||
|
flip(res);
|
||||||
|
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Union several meshes of the same dimension
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
template<unsigned N>
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> merge(const std::vector<std::vector<Primitive<N>>> &meshes) {
|
||||||
|
size_t size = 0;
|
||||||
|
for (const auto &mesh: meshes) {
|
||||||
|
size += mesh.size();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> res;
|
||||||
|
res.reserve(size);
|
||||||
|
for (const auto &mesh: meshes) {
|
||||||
|
res.insert(res.end(), mesh.begin(), mesh.end());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<unsigned N>
|
||||||
|
[[nodiscard]]
|
||||||
|
std::vector<std::vector<Primitive<N>>> each_tile(
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> prims,
|
||||||
|
const tc::Group &context,
|
||||||
|
const Symbol &g_gens,
|
||||||
|
const Symbol &sg_gens
|
||||||
|
) {
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> base = recontext(prims, context, g_gens, sg_gens);
|
||||||
|
|
||||||
|
const auto table = solve(context, g_gens, Symbol(0));
|
||||||
|
const auto path = solve(context, g_gens, sg_gens).path();
|
||||||
|
|
||||||
|
auto _gens = generators(context);
|
||||||
|
|
||||||
|
auto res = path.walk(base, _gens, [&table](auto from, auto gen){
|
||||||
|
return apply(from, table, gen);
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<unsigned N>
|
||||||
|
[[nodiscard]]
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> tile(
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> prims,
|
||||||
|
const tc::Group &context,
|
||||||
|
const Symbol &g_gens,
|
||||||
|
const Symbol &sg_gens
|
||||||
|
) {
|
||||||
|
auto res = each_tile<N>(prims, context, g_gens, sg_gens);
|
||||||
|
|
||||||
|
return merge(res);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Produce a mesh of higher dimension by fanning a single point to all primitives in this mesh.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
template<unsigned N>
|
||||||
|
[[nodiscard]]
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N + 1>> fan(std::vector<Primitive<N>> prims, int root) {
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N + 1>> res(prims.size());
|
||||||
|
std::transform(prims.begin(), prims.end(), res.begin(),
|
||||||
|
[root](const Primitive<N> &prim) {
|
||||||
|
return Primitive<N + 1>(prim, root);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
);
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Produce a mesh of primitives that fill out the volume of the subgroup generated by generators g_gens within the group context
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
template<unsigned N>
|
||||||
|
std::vector<Primitive<N>> triangulate(
|
||||||
|
const tc::Group &context,
|
||||||
|
const Symbol &g_gens
|
||||||
|
) {
|
||||||
|
if (g_gens.size() + 1 != N) // todo make static assert
|
||||||
|
throw std::logic_error("g_gens size must be one less than N");
|
||||||
|
|
||||||
|
const auto &combos = combinations(g_gens, g_gens.size() - 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<std::vector<Primitive<N>>> meshes;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (const auto &sg_gens: combos) {
|
||||||
|
auto base = triangulate<N - 1>(context, sg_gens);
|
||||||
|
auto raised = tile(base, context, g_gens, sg_gens);
|
||||||
|
raised.erase(raised.begin(), raised.begin() + base.size());
|
||||||
|
meshes.push_back(fan(raised, 0));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return merge(meshes);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Single-index primitives should not be further triangulated.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
template<>
|
||||||
|
std::vector<Primitive<1>> triangulate(
|
||||||
|
const tc::Group &context,
|
||||||
|
const Symbol &g_gens
|
||||||
|
) {
|
||||||
|
if (g_gens.size() != 0) // todo make static assert
|
||||||
|
throw std::logic_error("g_gens must be empty for a trivial Mesh");
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<Primitive<1>> res;
|
||||||
|
res.emplace_back();
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<unsigned N, class T>
|
||||||
|
auto hull(const tc::Group &group, T all_sg_gens, const std::vector<Symbol> &exclude) {
|
||||||
|
std::vector<std::vector<Primitive<N>>> parts;
|
||||||
|
auto g_gens = group.gens;
|
||||||
|
for (const Symbol &sg_gens: all_sg_gens) {
|
||||||
|
bool excluded = false;
|
||||||
|
for (const auto &test: exclude) {
|
||||||
|
if (sg_gens == test) {
|
||||||
|
excluded = true;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (excluded) continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
const auto &base = triangulate<N>(group, sg_gens);
|
||||||
|
const auto &tiles = each_tile(base, group, g_gens, sg_gens);
|
||||||
|
for (const auto &tile: tiles) {
|
||||||
|
parts.push_back(tile);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return parts;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -33,6 +33,7 @@ namespace tc {
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
[[nodiscard]] size_t order() const {
|
[[nodiscard]] size_t order() const {
|
||||||
|
if (!_rank) return 0;
|
||||||
return data.size() / _rank;
|
return data.size() / _rank;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
@@ -60,7 +61,7 @@ namespace tc {
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
template<class T, class F>
|
template<class T, class F>
|
||||||
std::vector<T> walk(const T &start, const F &op) {
|
std::vector<T> walk(const T &start, const F &op) const {
|
||||||
std::vector<T> res;
|
std::vector<T> res;
|
||||||
res.reserve(order());
|
res.reserve(order());
|
||||||
res.push_back(start);
|
res.push_back(start);
|
||||||
@@ -74,7 +75,7 @@ namespace tc {
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
template<class T, class E, class F>
|
template<class T, class E, class F>
|
||||||
std::vector<T> walk(const T &start, const E &gens, const F &op) {
|
std::vector<T> walk(const T &start, const E &gens, const F &op) const {
|
||||||
return walk(start, [&](const T &s, const int g) {
|
return walk(start, [&](const T &s, const int g) {
|
||||||
return op(s, gens[g]);
|
return op(s, gens[g]);
|
||||||
});
|
});
|
||||||
|
|||||||
@@ -6,7 +6,7 @@
|
|||||||
|
|
||||||
#include <Eigen/Eigen>
|
#include <Eigen/Eigen>
|
||||||
|
|
||||||
namespace {
|
namespace tc {
|
||||||
template<class T>
|
template<class T>
|
||||||
std::string stringify(const T &vec) {
|
std::string stringify(const T &vec) {
|
||||||
std::stringstream ss;
|
std::stringstream ss;
|
||||||
@@ -56,16 +56,6 @@ namespace tc {
|
|||||||
return res;
|
return res;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
Symbol inverse(size_t rank, const Symbol &gens) {
|
|
||||||
size_t srank = gens.size();
|
|
||||||
Symbol res(rank);
|
|
||||||
res.fill(0);
|
|
||||||
for (int i = 0; i < srank; ++i) {
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res(gens(i)) = i;
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}
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||||||
return res;
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||||||
}
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||||||
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||||||
unsigned int factorial(unsigned int n) {
|
unsigned int factorial(unsigned int n) {
|
||||||
unsigned int res = 1;
|
unsigned int res = 1;
|
||||||
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
|
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
|
||||||
@@ -101,6 +91,31 @@ namespace tc {
|
|||||||
return res;
|
return res;
|
||||||
}
|
}
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||||||
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||||||
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/**
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* Determine which of g_gens are the correct names for sg_gens within the current context
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*/
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Symbol recontext_gens(
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size_t rank,
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Symbol g_gens,
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Symbol sg_gens
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) {
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||||||
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std::sort(g_gens.begin(), g_gens.end());
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||||||
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std::sort(sg_gens.begin(), sg_gens.end());
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||||||
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||||||
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int inv_gen_map[rank];
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||||||
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for (int i = 0; i < g_gens.size(); ++i) {
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||||||
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inv_gen_map[g_gens[i]] = i;
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||||||
|
}
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||||||
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||||||
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Symbol s_sg_gens(sg_gens.size());
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||||||
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for (int i = 0; i < sg_gens.size(); ++i) {
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||||||
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s_sg_gens[i] = inv_gen_map[sg_gens[i]];
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||||||
|
}
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||||||
|
std::sort(s_sg_gens.begin(), s_sg_gens.end());
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||||||
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||||||
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return s_sg_gens;
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||||||
|
}
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||||||
|
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||||||
/**
|
/**
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||||||
* Create a named coxeter matrix from a simplified schlafli symbol
|
* Create a named coxeter matrix from a simplified schlafli symbol
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||||||
*/
|
*/
|
||||||
|
|||||||
@@ -166,7 +166,7 @@ namespace tc {
|
|||||||
/**
|
/**
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||||||
* Assumes that g is a coxeter group - that is, self-adjoint and the diagonal is 2.
|
* Assumes that g is a coxeter group - that is, self-adjoint and the diagonal is 2.
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||||||
*/
|
*/
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||||||
tc::Cosets solve(const Group &group, const std::vector<unsigned int> &sub_gens = {}) {
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tc::Cosets solve(const Group &group, const Symbol &s_gens) {
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||||||
size_t rank = group.rank();
|
size_t rank = group.rank();
|
||||||
|
|
||||||
tc::Cosets cosets(rank);
|
tc::Cosets cosets(rank);
|
||||||
@@ -176,7 +176,7 @@ namespace tc {
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|||||||
return cosets;
|
return cosets;
|
||||||
}
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}
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||||||
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||||||
for (unsigned int gen: sub_gens) {
|
for (unsigned int gen: s_gens) {
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||||||
if (gen < rank)
|
if (gen < rank)
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||||||
cosets.put(0, gen, 0);
|
cosets.put(0, gen, 0);
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||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -223,4 +223,18 @@ namespace tc {
|
|||||||
|
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||||||
return cosets;
|
return cosets;
|
||||||
}
|
}
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||||||
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/**
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||||||
|
* Solve the cosets generated by sg_gens within the subgroup generated by g_gens of the group context
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*/
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Cosets solve(
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const Group &context,
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const Symbol &g_gens,
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const Symbol &sg_gens
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) {
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const Symbol &proper_sg_gens = recontext_gens(context.rank(), g_gens, sg_gens);
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||||||
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const Group &group = subgroup(context, g_gens);
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||||||
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||||||
|
return solve(group, proper_sg_gens);
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||||||
|
}
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||||||
}
|
}
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||||||
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