source: git/factory/cf_factor.cc @ 6acb298

spielwiese
Last change on this file since 6acb298 was 6acb298, checked in by Hans Schönemann <hannes@…>, 22 years ago
*hannes: not HAVE_NTL fix git-svn-id: file:///usr/local/Singular/svn/trunk@6238 2c84dea3-7e68-4137-9b89-c4e89433aadc
  • Property mode set to 100644
File size: 9.7 KB
Line 
1/* emacs edit mode for this file is -*- C++ -*- */
2/* $Id: cf_factor.cc,v 1.15 2002-09-24 11:28:29 Singular Exp $ */
3
4//{{{ docu
5//
6// cf_factor.cc - factorization and square free algorithms.
7//
8// Used by: fac_multivar.cc, fac_univar.cc, cf_irred.cc
9//
10// Header file: cf_algorithm.h
11//
12//}}}
13
14#include <config.h>
15
16#include "cf_gmp.h"
17
18#include "assert.h"
19
20#include "cf_defs.h"
21#include "canonicalform.h"
22#include "cf_iter.h"
23#include "fac_berlekamp.h"
24#include "fac_cantzass.h"
25#include "fac_univar.h"
26#include "fac_multivar.h"
27#include "fac_sqrfree.h"
28#include "cf_algorithm.h"
29
30#include "int_int.h"
31#ifdef HAVE_NTL
32#include "NTLconvert.h"
33#endif
34
35int getExp(); /* cf_char.cc */
36
37static bool isUnivariateBaseDomain( const CanonicalForm & f )
38{
39    CFIterator i = f;
40    bool ok = i.coeff().inBaseDomain();
41    i++;
42    while ( i.hasTerms() && ( ok = ok && i.coeff().inBaseDomain() ) ) i++;
43    return ok;
44}
45
46void find_exp(const CanonicalForm & f, int * exp_f)
47{
48  if ( ! f.inCoeffDomain() )
49  {
50    int e=f.level();
51    CFIterator i = f;
52    if (e>=0)
53    {
54      if (i.exp() > exp_f[e]) exp_f[e]=i.exp();
55    }
56    for (; i.hasTerms(); i++ )
57    {
58      find_exp(i.coeff(), exp_f);
59    }
60  }
61}
62
63int find_mvar(const CanonicalForm & f)
64{
65  int mv=f.level();
66  int *exp_f=new int[mv+1];
67  int i;
68  for(i=mv;i>0;i--) exp_f[i]=0;
69  find_exp(f,exp_f);
70  for(i=mv;i>0;i--)
71  {
72    if ((exp_f[i]>0) && (exp_f[i]<exp_f[mv]))
73    {
74      mv=i;
75    }
76  }
77  delete[] exp_f;
78  return mv;
79}
80
81#if 0
82void out_cf(char *s1,const CanonicalForm &f,char *s2)
83{
84  printf("%s",s1);
85  if (f==0) printf("+0");
86  //else if (! f.inCoeffDomain() )
87  else if (! f.inBaseDomain() )
88  {
89    int l = f.level();
90    for ( CFIterator i = f; i.hasTerms(); i++ )
91    {
92      int e=i.exp();
93      if (i.coeff().isOne())
94      {
95        printf("+");
96        if (e==0) printf("1");
97        else
98        {
99          printf("v(%d)",l);
100          if (e!=1) printf("^%d",e);
101        }
102      }
103      else
104      {
105        out_cf("+(",i.coeff(),")");
106        if (e!=0)
107        {
108          printf("*v(%d)",l);
109          if (e!=1) printf("^%d",e);
110        } 
111      }
112    }
113  }
114  else
115  {
116    if ( f.isImm() )
117    {
118      printf("+%d",f.intval());
119    }
120    else printf("+...");
121    //if (f.inZ()) printf("(Z)");
122    //else if (f.inQ()) printf("(Q)");
123    //else if (f.inFF()) printf("(FF)");
124    //else if (f.inPP()) printf("(PP)");
125    //else if (f.inGF()) printf("(PP)");
126    //else
127    if (f.inExtension()) printf("E(%d)",f.level());
128  }
129  printf("%s",s2);
130}
131void out_cff(CFFList &L)
132{
133  int n = L.length();
134  CFFListIterator J=L;
135  int j=0;
136  for ( ; J.hasItem(); J++, j++ )
137  {
138    printf("F%d",j);out_cf(":",J.getItem().factor()," ^ ");
139    printf("%d\n", J.getItem().exp());
140  }
141}
142void test_cff(CFFList &L,const CanonicalForm & f)
143{
144  int n = L.length();
145  CFFListIterator J=L;
146  CanonicalForm t=1;
147  int j=0;
148  if (!(L.getFirst().factor().inCoeffDomain()))
149    printf("first entry is not const\n");
150  for ( ; J.hasItem(); J++, j++ )
151  {
152    CanonicalForm tt=J.getItem().factor();
153    if (tt.inCoeffDomain() && (j!=0))
154      printf("other entry is const\n");
155    j=J.getItem().exp();
156    while(j>0) { t*=tt; j--; }
157  }
158  if ((f-t)!=0) { printf("problem:\n");out_cf("factor:",f," has problems\n");}
159}
160#endif
161
162static bool isPurePoly(const CanonicalForm & f)
163{
164  if (f.level()<=0) return false;
165  for (CFIterator i=f;i.hasTerms();i++)
166  {
167    if (!(i.coeff().inBaseDomain())) return false;
168  }
169  return true;
170}
171
172CFFList factorize ( const CanonicalForm & f, bool issqrfree )
173{
174  if ( f.inCoeffDomain() )
175        return CFFList( f );
176  int mv=f.level();
177  if (! f.isUnivariate() )
178  {
179    mv=find_mvar(f);
180    if (mv!=f.level())
181    {
182      swapvar(f,Variable(mv),f.mvar());
183    }
184    if ( getCharacteristic() == 0 ) Off(SW_USE_NTL);
185  }
186  CFFList F;
187  if ( getCharacteristic() > 0 )
188  {
189    ASSERT( f.isUnivariate(), "multivariate factorization not implemented" );
190    #ifdef HAVE_NTL
191    if (isOn(SW_USE_NTL) && (isPurePoly(f)))
192    {
193      // USE NTL
194      if (getCharacteristic()!=2)
195      {
196        // set remainder
197        ZZ r;
198        r=getCharacteristic();
199        ZZ_pContext ccc(r);
200        ccc.restore();
201        ZZ_p::init(r);
202        // convert to NTL
203        ZZ_pX f1=convertFacCF2NTLZZpX(f);
204        ZZ_p leadcoeff = LeadCoeff(f1);
205        //make monic
206        f1=f1 / LeadCoeff(f1);
207
208        // factorize
209        vec_pair_ZZ_pX_long factors;
210        CanZass(factors,f1);
211
212        // convert back to factory
213        F=convertNTLvec_pair_ZZpX_long2FacCFFList(factors,leadcoeff,f.mvar());
214        //test_cff(F,f);
215      }
216      else
217      {
218        // Specialcase characteristic==2
219        ZZ r;r=2;
220        ZZ_p::init(r);
221
222        // remainder is 2 --> nothing to set
223
224        // convert to NTL using the faster conversion routine for characteristic 2
225        GF2X f1=convertFacCF2NTLGF2X(f);
226        // no make monic necessary in GF2
227        //factorize
228        vec_pair_GF2X_long factors;
229        CanZass(factors,f1);
230
231        // convert back to factory again using the faster conversion routine for vectors over GF2X
232        F=convertNTLvec_pair_GF2X_long2FacCFFList(factors,LeadCoeff(f1),f.mvar());
233      }
234    }
235    else
236    #endif
237    {  // Use Factory without NTL
238      if ( isOn( SW_BERLEKAMP ) )
239         F=FpFactorizeUnivariateB( f, issqrfree );
240      else
241        F=FpFactorizeUnivariateCZ( f, issqrfree, 0, Variable(), Variable() );
242    }
243  }
244  else
245  {
246    CanonicalForm cd = bCommonDen( f );
247    CanonicalForm fz = f * cd;
248    bool on_rational = isOn(SW_RATIONAL);
249    Off(SW_RATIONAL);
250    if ( f.isUnivariate() )
251    {
252      #ifdef HAVE_NTL
253      if ((isOn(SW_USE_NTL)) && (isPurePoly(f)))
254      {
255        //USE NTL
256        CanonicalForm ic=icontent(fz);
257        fz/=ic;
258        ZZ c;
259        vec_pair_ZZX_long factors;
260        //factorize the converted polynomial
261        factor(c,factors,convertFacCF2NTLZZX(fz));
262
263        //convert the result back to Factory
264        F=convertNTLvec_pair_ZZX_long2FacCFFList(factors,c,fz.mvar());
265        if ( ! ic.isOne() )
266        {
267          if ( F.getFirst().factor().inCoeffDomain() )
268          {
269            CFFactor new_first( F.getFirst().factor() * ic );
270            F.removeFirst();
271            F.insert( new_first );
272          }
273          else
274            F.insert( CFFactor( ic ) );
275        }
276        if ( F.getFirst().factor().isOne() )
277        {
278          F.removeFirst();
279        }
280      }
281      else
282      #endif
283      {
284        //Use Factory without NTL
285        F = ZFactorizeUnivariate( fz, issqrfree );
286      }
287    }
288    else
289      F = ZFactorizeMultivariate( fz, issqrfree );
290
291    if ( on_rational )
292      On(SW_RATIONAL);
293    if ( ! cd.isOne() )
294    {
295      if ( F.getFirst().factor().inCoeffDomain() )
296      {
297        CFFactor new_first( F.getFirst().factor() / cd );
298        F.removeFirst();
299        F.insert( new_first );
300      }
301      else
302      {
303        F.insert( CFFactor( 1/cd ) );
304      }
305    }
306  }
307
308  if ((mv!=f.level()) && (! f.isUnivariate() ))
309  {
310    CFFListIterator J=F;
311    for ( ; J.hasItem(); J++)
312    {
313      swapvar(J.getItem().factor(),Variable(mv),f.mvar());
314    }
315    swapvar(f,Variable(mv),f.mvar());
316  }
317  return F;
318}
319#ifdef HAVE_NTL
320CanonicalForm fntl ( const CanonicalForm & f, int j )
321{
322  ZZX f1=convertFacCF2NTLZZX(f);
323  return convertZZ2CF(coeff(f1,j));
324} 
325#endif
326
327CFFList factorize ( const CanonicalForm & f, const Variable & alpha )
328{
329    CFFList F;
330    ASSERT( alpha.level() < 0, "not an algebraic extension" );
331    ASSERT( f.isUnivariate(), "multivariate factorization not implemented" );
332    ASSERT( getCharacteristic() > 0, "char 0 factorization not implemented" );
333    #ifdef HAVE_NTL
334    if  (isOn(SW_USE_NTL))
335    {
336      //USE NTL
337      if (1 ) //getCharacteristic()!=2)
338      {
339        // First all cases with characteristic !=2
340        // set remainder
341        ZZ r;
342        r=getCharacteristic();
343        ZZ_pContext ccc(r);
344        ccc.restore();
345
346        // set minimal polynomial in NTL
347        ZZ_pX minPo=convertFacCF2NTLZZpX(getMipo(alpha));
348        ZZ_pEContext c(minPo);
349
350        c.restore();
351
352        // convert to NTL
353        ZZ_pEX f1=convertFacCF2NTLZZ_pEX(f,minPo);
354
355        //make monic
356        ZZ_pE leadcoeff= LeadCoeff(f1);
357        f1=f1 / leadcoeff;
358
359        // factorize using NTL
360        vec_pair_ZZ_pEX_long factors;
361        CanZass(factors,f1);
362
363        // return converted result
364        F=convertNTLvec_pair_ZZpEX_long2FacCFFList(factors,leadcoeff,f.mvar(),alpha);
365      }
366      else
367      {
368        // special case : GF2
369
370        // remainder is two ==> nothing to do
371
372        // set minimal polynomial in NTL using the optimized conversion routines for characteristic 2
373        GF2X minPo=convertFacCF2NTLGF2X(getMipo(alpha,f.mvar()));
374        GF2EContext c(minPo);
375        c.restore();
376
377        // convert to NTL again using the faster conversion routines
378        GF2X f_tmp=convertFacCF2NTLGF2X(f);
379        GF2EX f1=to_GF2EX(f_tmp);
380
381        // no make monic necessary in GF2
382
383        // factorize using NTL
384        vec_pair_GF2EX_long factors;
385        CanZass(factors,f1);
386
387        // return converted result
388        F=convertNTLvec_pair_GF2EX_long2FacCFFList(factors,LeadCoeff(f1),f.mvar(),alpha);
389      }
390
391    }
392    else
393    #endif
394    {
395        printf("factorize without NTL: alg. ext.\n");
396      F=FpFactorizeUnivariateCZ( f, false, 1, alpha, Variable() );
397    }
398    return F;
399}
400
401CFFList sqrFree ( const CanonicalForm & f, bool sort )
402{
403//    ASSERT( f.isUnivariate(), "multivariate factorization not implemented" );
404    CFFList result;
405
406    if ( getCharacteristic() == 0 )
407        result = sqrFreeZ( f );
408    else
409        result = sqrFreeFp( f );
410
411    return ( sort ? sortCFFList( result ) : result );
412}
413
414bool isSqrFree ( const CanonicalForm & f )
415{
416//    ASSERT( f.isUnivariate(), "multivariate factorization not implemented" );
417    if ( getCharacteristic() == 0 )
418        return isSqrFreeZ( f );
419    else
420        return isSqrFreeFp( f );
421}
422
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.