source: git/libpolys/polys/simpleideals.cc @ a3f0fea

spielwiese
Last change on this file since a3f0fea was a3f0fea, checked in by Reimer Behrends <behrends@…>, 5 years ago
Modify variable declarions for pSingular.
  • Property mode set to 100644
File size: 40.4 KB
Line 
1/****************************************
2*  Computer Algebra System SINGULAR     *
3****************************************/
4/*
5* ABSTRACT - all basic methods to manipulate ideals
6*/
7
8
9/* includes */
10
11
12
13#include "misc/auxiliary.h"
14
15#include "misc/options.h"
16#include "misc/intvec.h"
17
18#include "matpol.h"
19
20#include "monomials/p_polys.h"
21#include "weight.h"
22#include "sbuckets.h"
23#include "clapsing.h"
24
25#include "simpleideals.h"
26
27VAR omBin sip_sideal_bin = omGetSpecBin(sizeof(sip_sideal));
28
29STATIC_VAR poly * idpower;
30/*collects the monomials in makemonoms, must be allocated befor*/
31STATIC_VAR int idpowerpoint;
32/*index of the actual monomial in idpower*/
33
34/// initialise an ideal / module
35ideal idInit(int idsize, int rank)
36{
37  assume( idsize >= 0 && rank >= 0 );
38
39  ideal hh = (ideal)omAllocBin(sip_sideal_bin);
40
41  IDELEMS(hh) = idsize; // ncols
42  hh->nrows = 1; // ideal/module!
43
44  hh->rank = rank; // ideal: 1, module: >= 0!
45
46  if (idsize>0)
47    hh->m = (poly *)omAlloc0(idsize*sizeof(poly));
48  else
49    hh->m = NULL;
50
51  return hh;
52}
53
54#ifdef PDEBUG
55// this is only for outputting an ideal within the debugger
56// therefor it accept the otherwise illegal id==NULL
57void idShow(const ideal id, const ring lmRing, const ring tailRing, const int debugPrint)
58{
59  assume( debugPrint >= 0 );
60
61  if( id == NULL )
62    PrintS("(NULL)");
63  else
64  {
65    Print("Module of rank %ld,real rank %ld and %d generators.\n",
66          id->rank,id_RankFreeModule(id, lmRing, tailRing),IDELEMS(id));
67
68    int j = (id->ncols*id->nrows) - 1;
69    while ((j > 0) && (id->m[j]==NULL)) j--;
70    for (int i = 0; i <= j; i++)
71    {
72      Print("generator %d: ",i); p_wrp(id->m[i], lmRing, tailRing);PrintLn();
73    }
74  }
75}
76#endif
77
78/// index of generator with leading term in ground ring (if any);
79/// otherwise -1
80int id_PosConstant(ideal id, const ring r)
81{
82  id_Test(id, r);
83  const int N = IDELEMS(id) - 1;
84  const poly * m = id->m + N;
85
86  for (int k = N; k >= 0; --k, --m)
87  {
88    const poly p = *m;
89    if (p!=NULL)
90       if (p_LmIsConstantComp(p, r) == TRUE)
91         return k;
92  }
93
94  return -1;
95}
96
97/// initialise the maximal ideal (at 0)
98ideal id_MaxIdeal (const ring r)
99{
100  int nvars;
101#ifdef HAVE_SHIFTBBA
102  if (r->isLPring)
103  {
104    nvars = r->isLPring;
105  }
106  else
107#endif
108  {
109    nvars = rVar(r);
110  }
111  ideal hh = idInit(nvars, 1);
112  for (int l=nvars-1; l>=0; l--)
113  {
114    hh->m[l] = p_One(r);
115    p_SetExp(hh->m[l],l+1,1,r);
116    p_Setm(hh->m[l],r);
117  }
118  id_Test(hh, r);
119  return hh;
120}
121
122/// deletes an ideal/module/matrix
123void id_Delete (ideal * h, ring r)
124{
125  if (*h == NULL)
126    return;
127
128  id_Test(*h, r);
129
130  const int elems = (*h)->nrows * (*h)->ncols;
131
132  if ( elems > 0 )
133  {
134    assume( (*h)->m != NULL );
135
136    if (r!=NULL)
137    {
138      int j = elems;
139      do
140      {
141        j--;
142        poly pp=((*h)->m[j]);
143        if (pp!=NULL) p_Delete(&pp, r);
144      }
145      while (j>0);
146    }
147
148    omFreeSize((ADDRESS)((*h)->m),sizeof(poly)*elems);
149  }
150
151  omFreeBin((ADDRESS)*h, sip_sideal_bin);
152  *h=NULL;
153}
154
155
156/// Shallowdeletes an ideal/matrix
157void id_ShallowDelete (ideal *h, ring r)
158{
159  id_Test(*h, r);
160
161  if (*h == NULL)
162    return;
163
164  int j,elems;
165  elems=j=(*h)->nrows*(*h)->ncols;
166  if (j>0)
167  {
168    assume( (*h)->m != NULL );
169    do
170    {
171      p_ShallowDelete(&((*h)->m[--j]), r);
172    }
173    while (j>0);
174    omFreeSize((ADDRESS)((*h)->m),sizeof(poly)*elems);
175  }
176  omFreeBin((ADDRESS)*h, sip_sideal_bin);
177  *h=NULL;
178}
179
180/// gives an ideal/module the minimal possible size
181void idSkipZeroes (ideal ide)
182{
183  assume (ide != NULL);
184
185  int k;
186  int j = -1;
187  BOOLEAN change=FALSE;
188
189  for (k=0; k<IDELEMS(ide); k++)
190  {
191    if (ide->m[k] != NULL)
192    {
193      j++;
194      if (change)
195      {
196        ide->m[j] = ide->m[k];
197      }
198    }
199    else
200    {
201      change=TRUE;
202    }
203  }
204  if (change)
205  {
206    if (j == -1)
207      j = 0;
208    else
209    {
210      for (k=j+1; k<IDELEMS(ide); k++)
211        ide->m[k] = NULL;
212    }
213    pEnlargeSet(&(ide->m),IDELEMS(ide),j+1-IDELEMS(ide));
214    IDELEMS(ide) = j+1;
215  }
216}
217
218/// count non-zero elements
219int idElem(const ideal F)
220{
221  assume (F != NULL);
222
223  int i=0;
224
225  for(int j=IDELEMS(F)-1;j>=0;j--)
226  {
227    if ((F->m)[j]!=NULL) i++;
228  }
229  return i;
230}
231
232/// copies the first k (>= 1) entries of the given ideal/module
233/// and returns these as a new ideal/module
234/// (Note that the copied entries may be zero.)
235ideal id_CopyFirstK (const ideal ide, const int k,const ring r)
236{
237  id_Test(ide, r);
238
239  assume( ide != NULL );
240  assume( k <= IDELEMS(ide) );
241
242  ideal newI = idInit(k, ide->rank);
243
244  for (int i = 0; i < k; i++)
245    newI->m[i] = p_Copy(ide->m[i],r);
246
247  return newI;
248}
249
250/// ideal id = (id[i]), result is leadcoeff(id[i]) = 1
251void id_Norm(ideal id, const ring r)
252{
253  id_Test(id, r);
254  for (int i=IDELEMS(id)-1; i>=0; i--)
255  {
256    if (id->m[i] != NULL)
257    {
258      p_Norm(id->m[i],r);
259    }
260  }
261}
262
263/// ideal id = (id[i]), c any unit
264/// if id[i] = c*id[j] then id[j] is deleted for j > i
265void id_DelMultiples(ideal id, const ring r)
266{
267  id_Test(id, r);
268
269  int i, j;
270  int k = IDELEMS(id)-1;
271  for (i=k; i>=0; i--)
272  {
273    if (id->m[i]!=NULL)
274    {
275      for (j=k; j>i; j--)
276      {
277        if (id->m[j]!=NULL)
278        {
279          if (rField_is_Ring(r))
280          {
281            /* if id[j] = c*id[i] then delete id[j].
282               In the below cases of a ground field, we
283               check whether id[i] = c*id[j] and, if so,
284               delete id[j] for historical reasons (so
285               that previous output does not change) */
286            if (p_ComparePolys(id->m[j], id->m[i],r)) p_Delete(&id->m[j],r);
287          }
288          else
289          {
290            if (p_ComparePolys(id->m[i], id->m[j],r)) p_Delete(&id->m[j],r);
291          }
292        }
293      }
294    }
295  }
296}
297
298/// ideal id = (id[i])
299/// if id[i] = id[j] then id[j] is deleted for j > i
300void id_DelEquals(ideal id, const ring r)
301{
302  id_Test(id, r);
303
304  int i, j;
305  int k = IDELEMS(id)-1;
306  for (i=k; i>=0; i--)
307  {
308    if (id->m[i]!=NULL)
309    {
310      for (j=k; j>i; j--)
311      {
312        if ((id->m[j]!=NULL)
313        && (p_EqualPolys(id->m[i], id->m[j],r)))
314        {
315          p_Delete(&id->m[j],r);
316        }
317      }
318    }
319  }
320}
321
322/// Delete id[j], if Lm(j) == Lm(i) and both LC(j), LC(i) are units and j > i
323void id_DelLmEquals(ideal id, const ring r)
324{
325  id_Test(id, r);
326
327  int i, j;
328  int k = IDELEMS(id)-1;
329  for (i=k; i>=0; i--)
330  {
331    if (id->m[i] != NULL)
332    {
333      for (j=k; j>i; j--)
334      {
335        if ((id->m[j] != NULL)
336        && p_LmEqual(id->m[i], id->m[j],r)
337#ifdef HAVE_RINGS
338        && n_IsUnit(pGetCoeff(id->m[i]),r->cf) && n_IsUnit(pGetCoeff(id->m[j]),r->cf)
339#endif
340        )
341        {
342          p_Delete(&id->m[j],r);
343        }
344      }
345    }
346  }
347}
348
349/// delete id[j], if LT(j) == coeff*mon*LT(i) and vice versa, i.e.,
350/// delete id[i], if LT(i) == coeff*mon*LT(j)
351void id_DelDiv(ideal id, const ring r)
352{
353  id_Test(id, r);
354
355  int i, j;
356  int k = IDELEMS(id)-1;
357  for (i=k; i>=0; i--)
358  {
359    if (id->m[i] != NULL)
360    {
361      for (j=k; j>i; j--)
362      {
363        if (id->m[j]!=NULL)
364        {
365#ifdef HAVE_RINGS
366          if (rField_is_Ring(r))
367          {
368            if (p_DivisibleByRingCase(id->m[i], id->m[j],r))
369            {
370              p_Delete(&id->m[j],r);
371            }
372            else if (p_DivisibleByRingCase(id->m[j], id->m[i],r))
373            {
374              p_Delete(&id->m[i],r);
375              break;
376            }
377          }
378          else
379#endif
380          {
381            /* the case of a coefficient field: */
382            if (p_DivisibleBy(id->m[i], id->m[j],r))
383            {
384              p_Delete(&id->m[j],r);
385            }
386            else if (p_DivisibleBy(id->m[j], id->m[i],r))
387            {
388              p_Delete(&id->m[i],r);
389              break;
390            }
391          }
392        }
393      }
394    }
395  }
396}
397
398/// test if the ideal has only constant polynomials
399/// NOTE: zero ideal/module is also constant
400BOOLEAN id_IsConstant(ideal id, const ring r)
401{
402  id_Test(id, r);
403
404  for (int k = IDELEMS(id)-1; k>=0; k--)
405  {
406    if (!p_IsConstantPoly(id->m[k],r))
407      return FALSE;
408  }
409  return TRUE;
410}
411
412/// copy an ideal
413ideal id_Copy(ideal h1, const ring r)
414{
415  id_Test(h1, r);
416
417  ideal h2 = idInit(IDELEMS(h1), h1->rank);
418  for (int i=IDELEMS(h1)-1; i>=0; i--)
419    h2->m[i] = p_Copy(h1->m[i],r);
420  return h2;
421}
422
423#ifdef PDEBUG
424/// Internal verification for ideals/modules and dense matrices!
425void id_DBTest(ideal h1, int level, const char *f,const int l, const ring r, const ring tailRing)
426{
427  if (h1 != NULL)
428  {
429    // assume(IDELEMS(h1) > 0); for ideal/module, does not apply to matrix
430    omCheckAddrSize(h1,sizeof(*h1));
431
432    assume( h1->ncols >= 0 );
433    assume( h1->nrows >= 0 ); // matrix case!
434
435    assume( h1->rank >= 0 );
436
437    const int n = (h1->ncols * h1->nrows);
438
439    assume( !( n > 0 && h1->m == NULL) );
440
441    if( h1->m != NULL && n > 0 )
442      omdebugAddrSize(h1->m, n * sizeof(poly));
443
444    long new_rk = 0; // inlining id_RankFreeModule(h1, r, tailRing);
445
446    /* to be able to test matrices: */
447    for (int i=n - 1; i >= 0; i--)
448    {
449      _pp_Test(h1->m[i], r, tailRing, level);
450      const long k = p_MaxComp(h1->m[i], r, tailRing);
451      if (k > new_rk) new_rk = k;
452    }
453
454    // dense matrices only contain polynomials:
455    // h1->nrows == h1->rank > 1 && new_rk == 0!
456    assume( !( h1->nrows == h1->rank && h1->nrows > 1 && new_rk > 0 ) ); //
457
458    if(new_rk > h1->rank)
459    {
460      dReportError("wrong rank %d (should be %d) in %s:%d\n",
461                   h1->rank, new_rk, f,l);
462      omPrintAddrInfo(stderr, h1, " for ideal");
463      h1->rank = new_rk;
464    }
465  }
466  else
467  {
468    Print("error: ideal==NULL in %s:%d\n",f,l);
469    assume( h1 != NULL );
470  }
471}
472#endif
473
474/// for idSort: compare a and b revlex inclusive module comp.
475static int p_Comp_RevLex(poly a, poly b,BOOLEAN nolex, const ring R)
476{
477  if (b==NULL) return 1;
478  if (a==NULL) return -1;
479
480  if (nolex)
481  {
482    int r=p_LtCmp(a,b,R);
483    return r;
484    #if 0
485    if (r!=0) return r;
486    number h=n_Sub(pGetCoeff(a),pGetCoeff(b),R->cf);
487    r = -1+n_IsZero(h,R->cf)+2*n_GreaterZero(h,R->cf); /* -1: <, 0:==, 1: > */
488    n_Delete(&h, R->cf);
489    return r;
490    #endif
491  }
492  int l=rVar(R);
493  while ((l>0) && (p_GetExp(a,l,R)==p_GetExp(b,l,R))) l--;
494  if (l==0)
495  {
496    if (p_GetComp(a,R)==p_GetComp(b,R))
497    {
498      number h=n_Sub(pGetCoeff(a),pGetCoeff(b),R->cf);
499      int r = -1+n_IsZero(h,R->cf)+2*n_GreaterZero(h,R->cf); /* -1: <, 0:==, 1: > */
500      n_Delete(&h,R->cf);
501      return r;
502    }
503    if (p_GetComp(a,R)>p_GetComp(b,R)) return 1;
504  }
505  else if (p_GetExp(a,l,R)>p_GetExp(b,l,R))
506    return 1;
507  return -1;
508}
509
510// sorts the ideal w.r.t. the actual ringordering
511// uses lex-ordering when nolex = FALSE
512intvec *id_Sort(const ideal id, const BOOLEAN nolex, const ring r)
513{
514  id_Test(id, r);
515
516  intvec * result = new intvec(IDELEMS(id));
517  int i, j, actpos=0, newpos;
518  int diff, olddiff, lastcomp, newcomp;
519  BOOLEAN notFound;
520
521  for (i=0;i<IDELEMS(id);i++)
522  {
523    if (id->m[i]!=NULL)
524    {
525      notFound = TRUE;
526      newpos = actpos / 2;
527      diff = (actpos+1) / 2;
528      diff = (diff+1) / 2;
529      lastcomp = p_Comp_RevLex(id->m[i],id->m[(*result)[newpos]],nolex,r);
530      if (lastcomp<0)
531      {
532        newpos -= diff;
533      }
534      else if (lastcomp>0)
535      {
536        newpos += diff;
537      }
538      else
539      {
540        notFound = FALSE;
541      }
542      //while ((newpos>=0) && (newpos<actpos) && (notFound))
543      while (notFound && (newpos>=0) && (newpos<actpos))
544      {
545        newcomp = p_Comp_RevLex(id->m[i],id->m[(*result)[newpos]],nolex,r);
546        olddiff = diff;
547        if (diff>1)
548        {
549          diff = (diff+1) / 2;
550          if ((newcomp==1)
551          && (actpos-newpos>1)
552          && (diff>1)
553          && (newpos+diff>=actpos))
554          {
555            diff = actpos-newpos-1;
556          }
557          else if ((newcomp==-1)
558          && (diff>1)
559          && (newpos<diff))
560          {
561            diff = newpos;
562          }
563        }
564        if (newcomp<0)
565        {
566          if ((olddiff==1) && (lastcomp>0))
567            notFound = FALSE;
568          else
569            newpos -= diff;
570        }
571        else if (newcomp>0)
572        {
573          if ((olddiff==1) && (lastcomp<0))
574          {
575            notFound = FALSE;
576            newpos++;
577          }
578          else
579          {
580            newpos += diff;
581          }
582        }
583        else
584        {
585          notFound = FALSE;
586        }
587        lastcomp = newcomp;
588        if (diff==0) notFound=FALSE; /*hs*/
589      }
590      if (newpos<0) newpos = 0;
591      if (newpos>actpos) newpos = actpos;
592      while ((newpos<actpos) && (p_Comp_RevLex(id->m[i],id->m[(*result)[newpos]],nolex,r)==0))
593        newpos++;
594      for (j=actpos;j>newpos;j--)
595      {
596        (*result)[j] = (*result)[j-1];
597      }
598      (*result)[newpos] = i;
599      actpos++;
600    }
601  }
602  for (j=0;j<actpos;j++) (*result)[j]++;
603  return result;
604}
605
606/// concat the lists h1 and h2 without zeros
607ideal id_SimpleAdd (ideal h1,ideal h2, const ring R)
608{
609  id_Test(h1, R);
610  id_Test(h2, R);
611
612  if ( idIs0(h1) )
613  {
614    ideal res=id_Copy(h2,R);
615    if (res->rank<h1->rank) res->rank=h1->rank;
616    return res;
617  }
618  if ( idIs0(h2) )
619  {
620    ideal res=id_Copy(h1,R);
621    if (res->rank<h2->rank) res->rank=h2->rank;
622    return res;
623  }
624
625  int j = IDELEMS(h1)-1;
626  while ((j >= 0) && (h1->m[j] == NULL)) j--;
627
628  int i = IDELEMS(h2)-1;
629  while ((i >= 0) && (h2->m[i] == NULL)) i--;
630
631  const int r = si_max(h1->rank, h2->rank);
632
633  ideal result = idInit(i+j+2,r);
634
635  int l;
636
637  for (l=j; l>=0; l--)
638    result->m[l] = p_Copy(h1->m[l],R);
639
640  j = i+j+1;
641  for (l=i; l>=0; l--, j--)
642    result->m[j] = p_Copy(h2->m[l],R);
643
644  return result;
645}
646
647/// insert h2 into h1 (if h2 is not the zero polynomial)
648/// return TRUE iff h2 was indeed inserted
649BOOLEAN idInsertPoly (ideal h1, poly h2)
650{
651  if (h2==NULL) return FALSE;
652  assume (h1 != NULL);
653
654  int j = IDELEMS(h1) - 1;
655
656  while ((j >= 0) && (h1->m[j] == NULL)) j--;
657  j++;
658  if (j==IDELEMS(h1))
659  {
660    pEnlargeSet(&(h1->m),IDELEMS(h1),16);
661    IDELEMS(h1)+=16;
662  }
663  h1->m[j]=h2;
664  return TRUE;
665}
666
667/// insert p into I on position pos
668BOOLEAN idInsertPolyOnPos (ideal I, poly p,int pos)
669{
670  if (p==NULL) return FALSE;
671  assume (I != NULL);
672
673  int j = IDELEMS(I) - 1;
674
675  while ((j >= 0) && (I->m[j] == NULL)) j--;
676  j++;
677  if (j==IDELEMS(I))
678  {
679    pEnlargeSet(&(I->m),IDELEMS(I),IDELEMS(I)+1);
680    IDELEMS(I)+=1;
681  }
682  for(j = IDELEMS(I)-1;j>pos;j--)
683    I->m[j] = I->m[j-1];
684  I->m[pos]=p;
685  return TRUE;
686}
687
688
689/*! insert h2 into h1 depending on the two boolean parameters:
690 * - if zeroOk is true, then h2 will also be inserted when it is zero
691 * - if duplicateOk is true, then h2 will also be inserted when it is
692 *   already present in h1
693 * return TRUE iff h2 was indeed inserted
694 */
695BOOLEAN id_InsertPolyWithTests (ideal h1, const int validEntries,
696  const poly h2, const bool zeroOk, const bool duplicateOk, const ring r)
697{
698  id_Test(h1, r);
699  p_Test(h2, r);
700
701  if ((!zeroOk) && (h2 == NULL)) return FALSE;
702  if (!duplicateOk)
703  {
704    bool h2FoundInH1 = false;
705    int i = 0;
706    while ((i < validEntries) && (!h2FoundInH1))
707    {
708      h2FoundInH1 = p_EqualPolys(h1->m[i], h2,r);
709      i++;
710    }
711    if (h2FoundInH1) return FALSE;
712  }
713  if (validEntries == IDELEMS(h1))
714  {
715    pEnlargeSet(&(h1->m), IDELEMS(h1), 16);
716    IDELEMS(h1) += 16;
717  }
718  h1->m[validEntries] = h2;
719  return TRUE;
720}
721
722/// h1 + h2
723ideal id_Add (ideal h1,ideal h2, const ring r)
724{
725  id_Test(h1, r);
726  id_Test(h2, r);
727
728  ideal result = id_SimpleAdd(h1,h2,r);
729  id_Compactify(result,r);
730  return result;
731}
732
733/// h1 * h2
734/// one h_i must be an ideal (with at least one column)
735/// the other h_i may be a module (with no columns at all)
736ideal  id_Mult (ideal h1,ideal  h2, const ring R)
737{
738  id_Test(h1, R);
739  id_Test(h2, R);
740
741  int j = IDELEMS(h1);
742  while ((j > 0) && (h1->m[j-1] == NULL)) j--;
743
744  int i = IDELEMS(h2);
745  while ((i > 0) && (h2->m[i-1] == NULL)) i--;
746
747  j *= i;
748  int r = si_max( h2->rank, h1->rank );
749  if (j==0)
750  {
751    if ((IDELEMS(h1)>0) && (IDELEMS(h2)>0)) j=1;
752    return idInit(j, r);
753  }
754  ideal  hh = idInit(j, r);
755
756  int k = 0;
757  for (i=0; i<IDELEMS(h1); i++)
758  {
759    if (h1->m[i] != NULL)
760    {
761      for (j=0; j<IDELEMS(h2); j++)
762      {
763        if (h2->m[j] != NULL)
764        {
765          hh->m[k] = pp_Mult_qq(h1->m[i],h2->m[j],R);
766          k++;
767        }
768      }
769    }
770  }
771
772  id_Compactify(hh,R);
773  return hh;
774}
775
776/// returns true if h is the zero ideal
777BOOLEAN idIs0 (ideal h)
778{
779  assume (h != NULL); // will fail :(
780//  if (h == NULL) return TRUE;
781
782  for( int i = IDELEMS(h)-1; i >= 0; i-- )
783    if(h->m[i] != NULL)
784      return FALSE;
785
786  return TRUE;
787
788}
789
790/// return the maximal component number found in any polynomial in s
791long id_RankFreeModule (ideal s, ring lmRing, ring tailRing)
792{
793  id_TestTail(s, lmRing, tailRing);
794
795  long j = 0;
796
797  if (rRing_has_Comp(tailRing) && rRing_has_Comp(lmRing))
798  {
799    poly *p=s->m;
800    for (unsigned int l=IDELEMS(s); l > 0; --l, ++p)
801      if (*p != NULL)
802      {
803        pp_Test(*p, lmRing, tailRing);
804        const long k = p_MaxComp(*p, lmRing, tailRing);
805        if (k>j) j = k;
806      }
807  }
808
809  return j; //  return -1;
810}
811
812/*2
813*returns true if id is homogenous with respect to the aktual weights
814*/
815BOOLEAN id_HomIdeal (ideal id, ideal Q, const ring r)
816{
817  int i;
818  BOOLEAN b;
819  i = 0;
820  b = TRUE;
821  while ((i < IDELEMS(id)) && b)
822  {
823    b = p_IsHomogeneous(id->m[i],r);
824    i++;
825  }
826  if ((b) && (Q!=NULL) && (IDELEMS(Q)>0))
827  {
828    i=0;
829    while ((i < IDELEMS(Q)) && b)
830    {
831      b = p_IsHomogeneous(Q->m[i],r);
832      i++;
833    }
834  }
835  return b;
836}
837
838/*2
839*initialized a field with r numbers between beg and end for the
840*procedure idNextChoise
841*/
842void idInitChoise (int r,int beg,int end,BOOLEAN  *endch,int * choise)
843{
844  /*returns the first choise of r numbers between beg and end*/
845  int i;
846  for (i=0; i<r; i++)
847  {
848    choise[i] = 0;
849  }
850  if (r <= end-beg+1)
851    for (i=0; i<r; i++)
852    {
853      choise[i] = beg+i;
854    }
855  if (r > end-beg+1)
856    *endch = TRUE;
857  else
858    *endch = FALSE;
859}
860
861/*2
862*returns the next choise of r numbers between beg and end
863*/
864void idGetNextChoise (int r,int end,BOOLEAN  *endch,int * choise)
865{
866  int i = r-1,j;
867  while ((i >= 0) && (choise[i] == end))
868  {
869    i--;
870    end--;
871  }
872  if (i == -1)
873    *endch = TRUE;
874  else
875  {
876    choise[i]++;
877    for (j=i+1; j<r; j++)
878    {
879      choise[j] = choise[i]+j-i;
880    }
881    *endch = FALSE;
882  }
883}
884
885/*2
886*takes the field choise of d numbers between beg and end, cancels the t-th
887*entree and searches for the ordinal number of that d-1 dimensional field
888* w.r.t. the algorithm of construction
889*/
890int idGetNumberOfChoise(int t, int d, int begin, int end, int * choise)
891{
892  int * localchoise,i,result=0;
893  BOOLEAN b=FALSE;
894
895  if (d<=1) return 1;
896  localchoise=(int*)omAlloc((d-1)*sizeof(int));
897  idInitChoise(d-1,begin,end,&b,localchoise);
898  while (!b)
899  {
900    result++;
901    i = 0;
902    while ((i<t) && (localchoise[i]==choise[i])) i++;
903    if (i>=t)
904    {
905      i = t+1;
906      while ((i<d) && (localchoise[i-1]==choise[i])) i++;
907      if (i>=d)
908      {
909        omFreeSize((ADDRESS)localchoise,(d-1)*sizeof(int));
910        return result;
911      }
912    }
913    idGetNextChoise(d-1,end,&b,localchoise);
914  }
915  omFreeSize((ADDRESS)localchoise,(d-1)*sizeof(int));
916  return 0;
917}
918
919/*2
920*computes the binomial coefficient
921*/
922int binom (int n,int r)
923{
924  int i,result;
925
926  if (r==0) return 1;
927  if (n-r<r) return binom(n,n-r);
928  result = n-r+1;
929  for (i=2;i<=r;i++)
930  {
931    result *= n-r+i;
932    if (result<0)
933    {
934      WarnS("overflow in binomials");
935      return 0;
936    }
937    result /= i;
938  }
939  return result;
940}
941
942
943/// the free module of rank i
944ideal id_FreeModule (int i, const ring r)
945{
946  assume(i >= 0);
947  ideal h = idInit(i, i);
948
949  for (int j=0; j<i; j++)
950  {
951    h->m[j] = p_One(r);
952    p_SetComp(h->m[j],j+1,r);
953    p_SetmComp(h->m[j],r);
954  }
955
956  return h;
957}
958
959/*2
960*computes recursively all monomials of a certain degree
961*in every step the actvar-th entry in the exponential
962*vector is incremented and the other variables are
963*computed by recursive calls of makemonoms
964*if the last variable is reached, the difference to the
965*degree is computed directly
966*vars is the number variables
967*actvar is the actual variable to handle
968*deg is the degree of the monomials to compute
969*monomdeg is the actual degree of the monomial in consideration
970*/
971static void makemonoms(int vars,int actvar,int deg,int monomdeg, const ring r)
972{
973  poly p;
974  int i=0;
975
976  if ((idpowerpoint == 0) && (actvar ==1))
977  {
978    idpower[idpowerpoint] = p_One(r);
979    monomdeg = 0;
980  }
981  while (i<=deg)
982  {
983    if (deg == monomdeg)
984    {
985      p_Setm(idpower[idpowerpoint],r);
986      idpowerpoint++;
987      return;
988    }
989    if (actvar == vars)
990    {
991      p_SetExp(idpower[idpowerpoint],actvar,deg-monomdeg,r);
992      p_Setm(idpower[idpowerpoint],r);
993      p_Test(idpower[idpowerpoint],r);
994      idpowerpoint++;
995      return;
996    }
997    else
998    {
999      p = p_Copy(idpower[idpowerpoint],r);
1000      makemonoms(vars,actvar+1,deg,monomdeg,r);
1001      idpower[idpowerpoint] = p;
1002    }
1003    monomdeg++;
1004    p_SetExp(idpower[idpowerpoint],actvar,p_GetExp(idpower[idpowerpoint],actvar,r)+1,r);
1005    p_Setm(idpower[idpowerpoint],r);
1006    p_Test(idpower[idpowerpoint],r);
1007    i++;
1008  }
1009}
1010
1011#ifdef HAVE_SHIFTBBA
1012/*2
1013*computes recursively all letterplace monomials of a certain degree
1014*vars is the number of original variables (lV)
1015*deg is the degree of the monomials to compute
1016*
1017*NOTE: We use idpowerpoint as the last index of the previous call
1018*/
1019static void lpmakemonoms(int vars, int deg, const ring r)
1020{
1021  assume(deg <= r->N/r->isLPring);
1022  if (deg == 0)
1023  {
1024    idpower[0] = p_One(r);
1025    return;
1026  }
1027  else
1028  {
1029    lpmakemonoms(vars, deg - 1, r);
1030  }
1031
1032  int size = idpowerpoint + 1;
1033  for (int j = 2; j <= vars; j++)
1034  {
1035    for (int i = 0; i < size; i++)
1036    {
1037      idpowerpoint = (j-1)*size + i;
1038      idpower[idpowerpoint] = p_Copy(idpower[i], r);
1039    }
1040  }
1041  for (int j = 1; j <= vars; j++)
1042  {
1043    for (int i = 0; i < size; i++)
1044    {
1045      idpowerpoint = (j-1)*size + i;
1046      p_SetExp(idpower[idpowerpoint], ((deg - 1)*vars) + j, 1, r);
1047      p_Setm(idpower[idpowerpoint],r);
1048      p_Test(idpower[idpowerpoint],r);
1049    }
1050  }
1051}
1052#endif
1053
1054/*2
1055*returns the deg-th power of the maximal ideal of 0
1056*/
1057ideal id_MaxIdeal(int deg, const ring r)
1058{
1059  if (deg < 1)
1060  {
1061    ideal I=idInit(1,1);
1062    I->m[0]=p_One(r);
1063    return I;
1064  }
1065  if (deg == 1)
1066  {
1067    return id_MaxIdeal(r);
1068  }
1069
1070  int vars, i;
1071#ifdef HAVE_SHIFTBBA
1072  if (r->isLPring)
1073  {
1074    vars = r->isLPring;
1075    i = 1;
1076    // i = vars^deg
1077    for (int j = 0; j < deg; j++)
1078    {
1079      i *= vars;
1080    }
1081  }
1082  else
1083#endif
1084  {
1085    vars = rVar(r);
1086    i = binom(vars+deg-1,deg);
1087  }
1088  if (i<=0) return idInit(1,1);
1089  ideal id=idInit(i,1);
1090  idpower = id->m;
1091  idpowerpoint = 0;
1092#ifdef HAVE_SHIFTBBA
1093  if (r->isLPring)
1094  {
1095    lpmakemonoms(vars, deg, r);
1096  }
1097  else
1098#endif
1099  {
1100    makemonoms(vars,1,deg,0,r);
1101  }
1102  idpower = NULL;
1103  idpowerpoint = 0;
1104  return id;
1105}
1106
1107static void id_NextPotence(ideal given, ideal result,
1108  int begin, int end, int deg, int restdeg, poly ap, const ring r)
1109{
1110  poly p;
1111  int i;
1112
1113  p = p_Power(p_Copy(given->m[begin],r),restdeg,r);
1114  i = result->nrows;
1115  result->m[i] = p_Mult_q(p_Copy(ap,r),p,r);
1116//PrintS(".");
1117  (result->nrows)++;
1118  if (result->nrows >= IDELEMS(result))
1119  {
1120    pEnlargeSet(&(result->m),IDELEMS(result),16);
1121    IDELEMS(result) += 16;
1122  }
1123  if (begin == end) return;
1124  for (i=restdeg-1;i>0;i--)
1125  {
1126    p = p_Power(p_Copy(given->m[begin],r),i,r);
1127    p = p_Mult_q(p_Copy(ap,r),p,r);
1128    id_NextPotence(given, result, begin+1, end, deg, restdeg-i, p,r);
1129    p_Delete(&p,r);
1130  }
1131  id_NextPotence(given, result, begin+1, end, deg, restdeg, ap,r);
1132}
1133
1134ideal id_Power(ideal given,int exp, const ring r)
1135{
1136  ideal result,temp;
1137  poly p1;
1138  int i;
1139
1140  if (idIs0(given)) return idInit(1,1);
1141  temp = id_Copy(given,r);
1142  idSkipZeroes(temp);
1143  i = binom(IDELEMS(temp)+exp-1,exp);
1144  result = idInit(i,1);
1145  result->nrows = 0;
1146//Print("ideal contains %d elements\n",i);
1147  p1=p_One(r);
1148  id_NextPotence(temp,result,0,IDELEMS(temp)-1,exp,exp,p1,r);
1149  p_Delete(&p1,r);
1150  id_Delete(&temp,r);
1151  result->nrows = 1;
1152  id_DelEquals(result,r);
1153  idSkipZeroes(result);
1154  return result;
1155}
1156
1157/*2
1158*skips all zeroes and double elements, searches also for units
1159*/
1160void id_Compactify(ideal id, const ring r)
1161{
1162  int i;
1163  BOOLEAN b=FALSE;
1164
1165  i = IDELEMS(id)-1;
1166  while ((! b) && (i>=0))
1167  {
1168    b=p_IsUnit(id->m[i],r);
1169    i--;
1170  }
1171  if (b)
1172  {
1173    for(i=IDELEMS(id)-1;i>=0;i--) p_Delete(&id->m[i],r);
1174    id->m[0]=p_One(r);
1175  }
1176  else
1177  {
1178    id_DelMultiples(id,r);
1179  }
1180  idSkipZeroes(id);
1181}
1182
1183/// returns the ideals of initial terms
1184ideal id_Head(ideal h,const ring r)
1185{
1186  ideal m = idInit(IDELEMS(h),h->rank);
1187
1188  for (int i=IDELEMS(h)-1;i>=0; i--)
1189    if (h->m[i]!=NULL)
1190      m->m[i]=p_Head(h->m[i],r);
1191
1192  return m;
1193}
1194
1195ideal id_Homogen(ideal h, int varnum,const ring r)
1196{
1197  ideal m = idInit(IDELEMS(h),h->rank);
1198  int i;
1199
1200  for (i=IDELEMS(h)-1;i>=0; i--)
1201  {
1202    m->m[i]=p_Homogen(h->m[i],varnum,r);
1203  }
1204  return m;
1205}
1206
1207/*------------------type conversions----------------*/
1208ideal id_Vec2Ideal(poly vec, const ring R)
1209{
1210   ideal result=idInit(1,1);
1211   omFree((ADDRESS)result->m);
1212   p_Vec2Polys(vec, &(result->m), &(IDELEMS(result)),R);
1213   return result;
1214}
1215
1216/// for julia: convert an array of poly to vector
1217poly id_Array2Vector(poly *m, unsigned n, const ring R)
1218{
1219  poly h;
1220  int l;
1221  sBucket_pt bucket = sBucketCreate(R);
1222
1223  for(unsigned j=0;j<n ;j++)
1224  {
1225    h = m[j];
1226    if (h!=NULL)
1227    {
1228      h=p_Copy(h, R);
1229      l=pLength(h);
1230      p_SetCompP(h,j+1, R);
1231      sBucket_Merge_p(bucket, h, l);
1232    }
1233  }
1234  sBucketClearMerge(bucket, &h, &l);
1235  sBucketDestroy(&bucket);
1236  return h;
1237}
1238
1239/// converts mat to module, destroys mat
1240ideal id_Matrix2Module(matrix mat, const ring R)
1241{
1242  int mc=MATCOLS(mat);
1243  int mr=MATROWS(mat);
1244  ideal result = idInit(mc,mr);
1245  int i,j,l;
1246  poly h;
1247  sBucket_pt bucket = sBucketCreate(R);
1248
1249  for(j=0;j<mc /*MATCOLS(mat)*/;j++) /* j is also index in result->m */
1250  {
1251    for (i=0;i<mr /*MATROWS(mat)*/;i++)
1252    {
1253      h = MATELEM0(mat,i,j);
1254      if (h!=NULL)
1255      {
1256        l=pLength(h);
1257        MATELEM0(mat,i,j)=NULL;
1258        p_SetCompP(h,i+1, R);
1259        sBucket_Merge_p(bucket, h, l);
1260      }
1261    }
1262    sBucketClearMerge(bucket, &(result->m[j]), &l);
1263  }
1264  sBucketDestroy(&bucket);
1265
1266  // obachman: need to clean this up
1267  id_Delete((ideal*) &mat,R);
1268  return result;
1269}
1270
1271/*2
1272* converts a module into a matrix, destroyes the input
1273*/
1274matrix id_Module2Matrix(ideal mod, const ring R)
1275{
1276  matrix result = mpNew(mod->rank,IDELEMS(mod));
1277  long i; long cp;
1278  poly p,h;
1279
1280  for(i=0;i<IDELEMS(mod);i++)
1281  {
1282    p=pReverse(mod->m[i]);
1283    mod->m[i]=NULL;
1284    while (p!=NULL)
1285    {
1286      h=p;
1287      pIter(p);
1288      pNext(h)=NULL;
1289      cp = si_max(1L,p_GetComp(h, R));     // if used for ideals too
1290      //cp = p_GetComp(h,R);
1291      p_SetComp(h,0,R);
1292      p_SetmComp(h,R);
1293#ifdef TEST
1294      if (cp>mod->rank)
1295      {
1296        Print("## inv. rank %ld -> %ld\n",mod->rank,cp);
1297        int k,l,o=mod->rank;
1298        mod->rank=cp;
1299        matrix d=mpNew(mod->rank,IDELEMS(mod));
1300        for (l=0; l<o; l++)
1301        {
1302          for (k=0; k<IDELEMS(mod); k++)
1303          {
1304            MATELEM0(d,l,k)=MATELEM0(result,l,k);
1305            MATELEM0(result,l,k)=NULL;
1306          }
1307        }
1308        id_Delete((ideal *)&result,R);
1309        result=d;
1310      }
1311#endif
1312      MATELEM0(result,cp-1,i) = p_Add_q(MATELEM0(result,cp-1,i),h,R);
1313    }
1314  }
1315  // obachman 10/99: added the following line, otherwise memory leack!
1316  id_Delete(&mod,R);
1317  return result;
1318}
1319
1320matrix id_Module2formatedMatrix(ideal mod,int rows, int cols, const ring R)
1321{
1322  matrix result = mpNew(rows,cols);
1323  int i,cp,r=id_RankFreeModule(mod,R),c=IDELEMS(mod);
1324  poly p,h;
1325
1326  if (r>rows) r = rows;
1327  if (c>cols) c = cols;
1328  for(i=0;i<c;i++)
1329  {
1330    p=pReverse(mod->m[i]);
1331    mod->m[i]=NULL;
1332    while (p!=NULL)
1333    {
1334      h=p;
1335      pIter(p);
1336      pNext(h)=NULL;
1337      cp = p_GetComp(h,R);
1338      if (cp<=r)
1339      {
1340        p_SetComp(h,0,R);
1341        p_SetmComp(h,R);
1342        MATELEM0(result,cp-1,i) = p_Add_q(MATELEM0(result,cp-1,i),h,R);
1343      }
1344      else
1345        p_Delete(&h,R);
1346    }
1347  }
1348  id_Delete(&mod,R);
1349  return result;
1350}
1351
1352ideal id_ResizeModule(ideal mod,int rows, int cols, const ring R)
1353{
1354  // columns?
1355  if (cols!=IDELEMS(mod))
1356  {
1357    for(int i=IDELEMS(mod)-1;i>=cols;i--) p_Delete(&mod->m[i],R);
1358    pEnlargeSet(&(mod->m),IDELEMS(mod),cols-IDELEMS(mod));
1359    IDELEMS(mod)=cols;
1360  }
1361  // rows?
1362  if (rows<mod->rank)
1363  {
1364    for(int i=IDELEMS(mod)-1;i>=0;i--)
1365    {
1366      if (mod->m[i]!=NULL)
1367      {
1368        while((mod->m[i]!=NULL) && (p_GetComp(mod->m[i],R)>rows))
1369          mod->m[i]=p_LmDeleteAndNext(mod->m[i],R);
1370        poly p=mod->m[i];
1371        while(pNext(p)!=NULL)
1372        {
1373          if (p_GetComp(pNext(p),R)>rows)
1374            pNext(p)=p_LmDeleteAndNext(pNext(p),R);
1375          else
1376            pIter(p);
1377        }
1378      }
1379    }
1380  }
1381  mod->rank=rows;
1382  return mod;
1383}
1384
1385/*2
1386* substitute the n-th variable by the monomial e in id
1387* destroy id
1388*/
1389ideal  id_Subst(ideal id, int n, poly e, const ring r)
1390{
1391  int k=MATROWS((matrix)id)*MATCOLS((matrix)id);
1392  ideal res=(ideal)mpNew(MATROWS((matrix)id),MATCOLS((matrix)id));
1393
1394  res->rank = id->rank;
1395  for(k--;k>=0;k--)
1396  {
1397    res->m[k]=p_Subst(id->m[k],n,e,r);
1398    id->m[k]=NULL;
1399  }
1400  id_Delete(&id,r);
1401  return res;
1402}
1403
1404BOOLEAN id_HomModule(ideal m, ideal Q, intvec **w, const ring R)
1405{
1406  if (w!=NULL) *w=NULL;
1407  if ((Q!=NULL) && (!id_HomIdeal(Q,NULL,R))) return FALSE;
1408  if (idIs0(m))
1409  {
1410    if (w!=NULL) (*w)=new intvec(m->rank);
1411    return TRUE;
1412  }
1413
1414  long cmax=1,order=0,ord,* diff,diffmin=32000;
1415  int *iscom;
1416  int i;
1417  poly p=NULL;
1418  pFDegProc d;
1419  if (R->pLexOrder && (R->order[0]==ringorder_lp))
1420     d=p_Totaldegree;
1421  else
1422     d=R->pFDeg;
1423  int length=IDELEMS(m);
1424  poly* P=m->m;
1425  poly* F=(poly*)omAlloc(length*sizeof(poly));
1426  for (i=length-1;i>=0;i--)
1427  {
1428    p=F[i]=P[i];
1429    cmax=si_max(cmax,p_MaxComp(p,R));
1430  }
1431  cmax++;
1432  diff = (long *)omAlloc0(cmax*sizeof(long));
1433  if (w!=NULL) *w=new intvec(cmax-1);
1434  iscom = (int *)omAlloc0(cmax*sizeof(int));
1435  i=0;
1436  while (i<=length)
1437  {
1438    if (i<length)
1439    {
1440      p=F[i];
1441      while ((p!=NULL) && (iscom[__p_GetComp(p,R)]==0)) pIter(p);
1442    }
1443    if ((p==NULL) && (i<length))
1444    {
1445      i++;
1446    }
1447    else
1448    {
1449      if (p==NULL) /* && (i==length) */
1450      {
1451        i=0;
1452        while ((i<length) && (F[i]==NULL)) i++;
1453        if (i>=length) break;
1454        p = F[i];
1455      }
1456      //if (pLexOrder && (currRing->order[0]==ringorder_lp))
1457      //  order=pTotaldegree(p);
1458      //else
1459      //  order = p->order;
1460      //  order = pFDeg(p,currRing);
1461      order = d(p,R) +diff[__p_GetComp(p,R)];
1462      //order += diff[pGetComp(p)];
1463      p = F[i];
1464//Print("Actual p=F[%d]: ",i);pWrite(p);
1465      F[i] = NULL;
1466      i=0;
1467    }
1468    while (p!=NULL)
1469    {
1470      if (R->pLexOrder && (R->order[0]==ringorder_lp))
1471        ord=p_Totaldegree(p,R);
1472      else
1473      //  ord = p->order;
1474        ord = R->pFDeg(p,R);
1475      if (iscom[__p_GetComp(p,R)]==0)
1476      {
1477        diff[__p_GetComp(p,R)] = order-ord;
1478        iscom[__p_GetComp(p,R)] = 1;
1479/*
1480*PrintS("new diff: ");
1481*for (j=0;j<cmax;j++) Print("%d ",diff[j]);
1482*PrintLn();
1483*PrintS("new iscom: ");
1484*for (j=0;j<cmax;j++) Print("%d ",iscom[j]);
1485*PrintLn();
1486*Print("new set %d, order %d, ord %d, diff %d\n",pGetComp(p),order,ord,diff[pGetComp(p)]);
1487*/
1488      }
1489      else
1490      {
1491/*
1492*PrintS("new diff: ");
1493*for (j=0;j<cmax;j++) Print("%d ",diff[j]);
1494*PrintLn();
1495*Print("order %d, ord %d, diff %d\n",order,ord,diff[pGetComp(p)]);
1496*/
1497        if (order != (ord+diff[__p_GetComp(p,R)]))
1498        {
1499          omFreeSize((ADDRESS) iscom,cmax*sizeof(int));
1500          omFreeSize((ADDRESS) diff,cmax*sizeof(long));
1501          omFreeSize((ADDRESS) F,length*sizeof(poly));
1502          delete *w;*w=NULL;
1503          return FALSE;
1504        }
1505      }
1506      pIter(p);
1507    }
1508  }
1509  omFreeSize((ADDRESS) iscom,cmax*sizeof(int));
1510  omFreeSize((ADDRESS) F,length*sizeof(poly));
1511  for (i=1;i<cmax;i++) (**w)[i-1]=(int)(diff[i]);
1512  for (i=1;i<cmax;i++)
1513  {
1514    if (diff[i]<diffmin) diffmin=diff[i];
1515  }
1516  if (w!=NULL)
1517  {
1518    for (i=1;i<cmax;i++)
1519    {
1520      (**w)[i-1]=(int)(diff[i]-diffmin);
1521    }
1522  }
1523  omFreeSize((ADDRESS) diff,cmax*sizeof(long));
1524  return TRUE;
1525}
1526
1527ideal id_Jet(const ideal i,int d, const ring R)
1528{
1529  ideal r=idInit((i->nrows)*(i->ncols),i->rank);
1530  r->nrows = i-> nrows;
1531  r->ncols = i-> ncols;
1532  //r->rank = i-> rank;
1533
1534  for(int k=(i->nrows)*(i->ncols)-1;k>=0; k--)
1535    r->m[k]=pp_Jet(i->m[k],d,R);
1536
1537  return r;
1538}
1539
1540ideal id_JetW(const ideal i,int d, intvec * iv, const ring R)
1541{
1542  ideal r=idInit(IDELEMS(i),i->rank);
1543  if (ecartWeights!=NULL)
1544  {
1545    WerrorS("cannot compute weighted jets now");
1546  }
1547  else
1548  {
1549    short *w=iv2array(iv,R);
1550    int k;
1551    for(k=0; k<IDELEMS(i); k++)
1552    {
1553      r->m[k]=pp_JetW(i->m[k],d,w,R);
1554    }
1555    omFreeSize((ADDRESS)w,(rVar(R)+1)*sizeof(short));
1556  }
1557  return r;
1558}
1559
1560/*3
1561* searches for the next unit in the components of the module arg and
1562* returns the first one;
1563*/
1564int id_ReadOutPivot(ideal arg,int* comp, const ring r)
1565{
1566  if (idIs0(arg)) return -1;
1567  int i=0,j, generator=-1;
1568  int rk_arg=arg->rank; //idRankFreeModule(arg);
1569  int * componentIsUsed =(int *)omAlloc((rk_arg+1)*sizeof(int));
1570  poly p;
1571
1572  while ((generator<0) && (i<IDELEMS(arg)))
1573  {
1574    memset(componentIsUsed,0,(rk_arg+1)*sizeof(int));
1575    p = arg->m[i];
1576    while (p!=NULL)
1577    {
1578      j = __p_GetComp(p,r);
1579      if (componentIsUsed[j]==0)
1580      {
1581        if (p_LmIsConstantComp(p,r) &&
1582            (!rField_is_Ring(r) || n_IsUnit(pGetCoeff(p),r->cf)))
1583        {
1584          generator = i;
1585          componentIsUsed[j] = 1;
1586        }
1587        else
1588        {
1589          componentIsUsed[j] = -1;
1590        }
1591      }
1592      else if (componentIsUsed[j]>0)
1593      {
1594        (componentIsUsed[j])++;
1595      }
1596      pIter(p);
1597    }
1598    i++;
1599  }
1600  i = 0;
1601  *comp = -1;
1602  for (j=0;j<=rk_arg;j++)
1603  {
1604    if (componentIsUsed[j]>0)
1605    {
1606      if ((*comp==-1) || (componentIsUsed[j]<i))
1607      {
1608        *comp = j;
1609        i= componentIsUsed[j];
1610      }
1611    }
1612  }
1613  omFree(componentIsUsed);
1614  return generator;
1615}
1616
1617#if 0
1618static void idDeleteComp(ideal arg,int red_comp)
1619{
1620  int i,j;
1621  poly p;
1622
1623  for (i=IDELEMS(arg)-1;i>=0;i--)
1624  {
1625    p = arg->m[i];
1626    while (p!=NULL)
1627    {
1628      j = pGetComp(p);
1629      if (j>red_comp)
1630      {
1631        pSetComp(p,j-1);
1632        pSetm(p);
1633      }
1634      pIter(p);
1635    }
1636  }
1637  (arg->rank)--;
1638}
1639#endif
1640
1641intvec * id_QHomWeight(ideal id, const ring r)
1642{
1643  poly head, tail;
1644  int k;
1645  int in=IDELEMS(id)-1, ready=0, all=0,
1646      coldim=rVar(r), rowmax=2*coldim;
1647  if (in<0) return NULL;
1648  intvec *imat=new intvec(rowmax+1,coldim,0);
1649
1650  do
1651  {
1652    head = id->m[in--];
1653    if (head!=NULL)
1654    {
1655      tail = pNext(head);
1656      while (tail!=NULL)
1657      {
1658        all++;
1659        for (k=1;k<=coldim;k++)
1660          IMATELEM(*imat,all,k) = p_GetExpDiff(head,tail,k,r);
1661        if (all==rowmax)
1662        {
1663          ivTriangIntern(imat, ready, all);
1664          if (ready==coldim)
1665          {
1666            delete imat;
1667            return NULL;
1668          }
1669        }
1670        pIter(tail);
1671      }
1672    }
1673  } while (in>=0);
1674  if (all>ready)
1675  {
1676    ivTriangIntern(imat, ready, all);
1677    if (ready==coldim)
1678    {
1679      delete imat;
1680      return NULL;
1681    }
1682  }
1683  intvec *result = ivSolveKern(imat, ready);
1684  delete imat;
1685  return result;
1686}
1687
1688BOOLEAN id_IsZeroDim(ideal I, const ring r)
1689{
1690  BOOLEAN *UsedAxis=(BOOLEAN *)omAlloc0(rVar(r)*sizeof(BOOLEAN));
1691  int i,n;
1692  poly po;
1693  BOOLEAN res=TRUE;
1694  for(i=IDELEMS(I)-1;i>=0;i--)
1695  {
1696    po=I->m[i];
1697    if ((po!=NULL) &&((n=p_IsPurePower(po,r))!=0)) UsedAxis[n-1]=TRUE;
1698  }
1699  for(i=rVar(r)-1;i>=0;i--)
1700  {
1701    if(UsedAxis[i]==FALSE) {res=FALSE; break;} // not zero-dim.
1702  }
1703  omFreeSize(UsedAxis,rVar(r)*sizeof(BOOLEAN));
1704  return res;
1705}
1706
1707void id_Normalize(ideal I,const ring r) /* for ideal/matrix */
1708{
1709  if (rField_has_simple_inverse(r)) return; /* Z/p, GF(p,n), R, long R/C */
1710  int i;
1711  for(i=I->nrows*I->ncols-1;i>=0;i--)
1712  {
1713    p_Normalize(I->m[i],r);
1714  }
1715}
1716
1717int id_MinDegW(ideal M,intvec *w, const ring r)
1718{
1719  int d=-1;
1720  for(int i=0;i<IDELEMS(M);i++)
1721  {
1722    if (M->m[i]!=NULL)
1723    {
1724      int d0=p_MinDeg(M->m[i],w,r);
1725      if(-1<d0&&((d0<d)||(d==-1)))
1726        d=d0;
1727    }
1728  }
1729  return d;
1730}
1731
1732// #include "kernel/clapsing.h"
1733
1734/*2
1735* transpose a module
1736*/
1737ideal id_Transp(ideal a, const ring rRing)
1738{
1739  int r = a->rank, c = IDELEMS(a);
1740  ideal b =  idInit(r,c);
1741
1742  int i;
1743  for (i=c; i>0; i--)
1744  {
1745    poly p=a->m[i-1];
1746    while(p!=NULL)
1747    {
1748      poly h=p_Head(p, rRing);
1749      int co=__p_GetComp(h, rRing)-1;
1750      p_SetComp(h, i, rRing);
1751      p_Setm(h, rRing);
1752      h->next=b->m[co];
1753      b->m[co]=h;
1754      pIter(p);
1755    }
1756  }
1757  for (i=IDELEMS(b)-1; i>=0; i--)
1758  {
1759    poly p=b->m[i];
1760    if(p!=NULL)
1761    {
1762      b->m[i]=p_SortMerge(p,rRing,TRUE);
1763    }
1764  }
1765  return b;
1766}
1767
1768/*2
1769* The following is needed to compute the image of certain map used in
1770* the computation of cohomologies via BGG
1771* let M = { w_1, ..., w_k }, k = size(M) == ncols(M), n = nvars(currRing).
1772* assuming that nrows(M) <= m*n; the procedure computes:
1773* transpose(M) * transpose( var(1) I_m | ... | var(n) I_m ) :== transpose(module{f_1, ... f_k}),
1774* where f_i = \sum_{j=1}^{m} (w_i, v_j) gen(j),  (w_i, v_j) is a `scalar` multiplication.
1775* that is, if w_i = (a^1_1, ... a^1_m) | (a^2_1, ..., a^2_m) | ... | (a^n_1, ..., a^n_m) then
1776
1777  (a^1_1, ... a^1_m) | (a^2_1, ..., a^2_m) | ... | (a^n_1, ..., a^n_m)
1778*  var_1  ... var_1  |  var_2  ...  var_2  | ... |  var_n  ...  var(n)
1779*  gen_1  ... gen_m  |  gen_1  ...  gen_m  | ... |  gen_1  ...  gen_m
1780+ =>
1781  f_i =
1782
1783   a^1_1 * var(1) * gen(1) + ... + a^1_m * var(1) * gen(m) +
1784   a^2_1 * var(2) * gen(1) + ... + a^2_m * var(2) * gen(m) +
1785                             ...
1786   a^n_1 * var(n) * gen(1) + ... + a^n_m * var(n) * gen(m);
1787
1788   NOTE: for every f_i we run only ONCE along w_i saving partial sums into a temporary array of polys of size m
1789*/
1790ideal id_TensorModuleMult(const int m, const ideal M, const ring rRing)
1791{
1792// #ifdef DEBU
1793//  WarnS("tensorModuleMult!!!!");
1794
1795  assume(m > 0);
1796  assume(M != NULL);
1797
1798  const int n = rRing->N;
1799
1800  assume(M->rank <= m * n);
1801
1802  const int k = IDELEMS(M);
1803
1804  ideal idTemp =  idInit(k,m); // = {f_1, ..., f_k }
1805
1806  for( int i = 0; i < k; i++ ) // for every w \in M
1807  {
1808    poly pTempSum = NULL;
1809
1810    poly w = M->m[i];
1811
1812    while(w != NULL) // for each term of w...
1813    {
1814      poly h = p_Head(w, rRing);
1815
1816      const int  gen = __p_GetComp(h, rRing); // 1 ...
1817
1818      assume(gen > 0);
1819      assume(gen <= n*m);
1820
1821      // TODO: write a formula with %, / instead of while!
1822      /*
1823      int c = gen;
1824      int v = 1;
1825      while(c > m)
1826      {
1827        c -= m;
1828        v++;
1829      }
1830      */
1831
1832      int cc = gen % m;
1833      if( cc == 0) cc = m;
1834      int vv = 1 + (gen - cc) / m;
1835
1836//      assume( cc == c );
1837//      assume( vv == v );
1838
1839      //  1<= c <= m
1840      assume( cc > 0 );
1841      assume( cc <= m );
1842
1843      assume( vv > 0 );
1844      assume( vv <= n );
1845
1846      assume( (cc + (vv-1)*m) == gen );
1847
1848      p_IncrExp(h, vv, rRing); // h *= var(j) && //      p_AddExp(h, vv, 1, rRing);
1849      p_SetComp(h, cc, rRing);
1850
1851      p_Setm(h, rRing);         // addjust degree after the previous steps!
1852
1853      pTempSum = p_Add_q(pTempSum, h, rRing); // it is slow since h will be usually put to the back of pTempSum!!!
1854
1855      pIter(w);
1856    }
1857
1858    idTemp->m[i] = pTempSum;
1859  }
1860
1861  // simplify idTemp???
1862
1863  ideal idResult = id_Transp(idTemp, rRing);
1864
1865  id_Delete(&idTemp, rRing);
1866
1867  return(idResult);
1868}
1869
1870ideal id_ChineseRemainder(ideal *xx, number *q, int rl, const ring r)
1871{
1872  int cnt=0;int rw=0; int cl=0;
1873  int i,j;
1874  // find max. size of xx[.]:
1875  for(j=rl-1;j>=0;j--)
1876  {
1877    i=IDELEMS(xx[j])*xx[j]->nrows;
1878    if (i>cnt) cnt=i;
1879    if (xx[j]->nrows >rw) rw=xx[j]->nrows; // for lifting matrices
1880    if (xx[j]->ncols >cl) cl=xx[j]->ncols; // for lifting matrices
1881  }
1882  if (rw*cl !=cnt)
1883  {
1884    WerrorS("format mismatch in CRT");
1885    return NULL;
1886  }
1887  ideal result=idInit(cnt,xx[0]->rank);
1888  result->nrows=rw; // for lifting matrices
1889  result->ncols=cl; // for lifting matrices
1890  number *x=(number *)omAlloc(rl*sizeof(number));
1891  poly *p=(poly *)omAlloc(rl*sizeof(poly));
1892  CFArray inv_cache(rl);
1893  EXTERN_VAR int n_SwitchChinRem; //TEST
1894  int save_n_SwitchChinRem=n_SwitchChinRem;
1895  n_SwitchChinRem=1;
1896  for(i=cnt-1;i>=0;i--)
1897  {
1898    for(j=rl-1;j>=0;j--)
1899    {
1900      if(i>=IDELEMS(xx[j])*xx[j]->nrows) // out of range of this ideal
1901        p[j]=NULL;
1902      else
1903        p[j]=xx[j]->m[i];
1904    }
1905    result->m[i]=p_ChineseRemainder(p,x,q,rl,inv_cache,r);
1906    for(j=rl-1;j>=0;j--)
1907    {
1908      if(i<IDELEMS(xx[j])*xx[j]->nrows) xx[j]->m[i]=p[j];
1909    }
1910  }
1911  n_SwitchChinRem=save_n_SwitchChinRem;
1912  omFreeSize(p,rl*sizeof(poly));
1913  omFreeSize(x,rl*sizeof(number));
1914  for(i=rl-1;i>=0;i--) id_Delete(&(xx[i]),r);
1915  omFreeSize(xx,rl*sizeof(ideal));
1916  return result;
1917}
1918
1919void id_Shift(ideal M, int s, const ring r)
1920{
1921//  id_Test( M, r );
1922
1923//  assume( s >= 0 ); // negative is also possible // TODO: verify input ideal in such a case!?
1924
1925  for(int i=IDELEMS(M)-1; i>=0;i--)
1926    p_Shift(&(M->m[i]),s,r);
1927
1928  M->rank += s;
1929
1930//  id_Test( M, r );
1931}
1932
1933ideal id_Delete_Pos(const ideal I, const int p, const ring r)
1934{
1935  if ((p<0)||(p>=IDELEMS(I))) return NULL;
1936  ideal ret=idInit(IDELEMS(I)-1,I->rank);
1937  for(int i=0;i<p;i++) ret->m[i]=p_Copy(I->m[i],r);
1938  for(int i=p+1;i<IDELEMS(I);i++) ret->m[i-1]=p_Copy(I->m[i],r);
1939  return ret;
1940}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.