diff --git a/src/FPGroups.jl b/src/FPGroups.jl new file mode 100644 index 0000000..4ab27c8 --- /dev/null +++ b/src/FPGroups.jl @@ -0,0 +1,188 @@ +############################################################################### +# +# FPSymbol/FPGroupElem/FPGroup definition +# +############################################################################### + +immutable FPSymbol <: GSymbol + str::String + pow::Int +end + +typealias FPGroupElem = GWord{FPSymbol} + +type FPGroup <: AbstractFPGroup + gens::Vector{FPSymbol} + rels::Dict{FPGroupElem, FPGroupElem} + + function FPGroup{T<:GSymbol}(gens::Vector{T}, rels::Dict{FPGroupElem, FPGroupElem}) + G = new(gens) + G.rels = Dict(G(k) => G(v) for (k,v) in rels) + return G + end +end + +export FPGroupElem, FPGroup + +############################################################################### +# +# Type and parent object methods +# +############################################################################### + +parent_type(::Type{FPGroupElem}) = FPGroup + +elem_type(::FPGroup) = FPGroupElem + +############################################################################### +# +# FPSymbol constructors +# +############################################################################### + +FPSymbol(s::String) = FPSymbol(s,1) + +convert(::Type{FPSymbol}, s::FreeSymbol) = FPSymbol(s.str, s.pow) + +FPGroup(gens::Vector{FPSymbol}) = FPGroup(gens, Dict{FPGroupElem, FPGroupElem}()) + +FPGroup(a::Vector{String}) = FPGroup([FPSymbol(i) for i in a]) + +FPGroup(n::Int, symbol::String="f") = FPGroup(["$symbol$i" for i in 1:n]) +FPGroup(H::FreeGroup) = FPGroup([FPSymbol(s) for s in H.gens]) + +############################################################################### +# +# Parent object call overloads +# +############################################################################### + +function (G::FPGroup)() + id = FPGroupElem(FPSymbol("", 0)) + id.parent = G + return id +end + +function (G::FPGroup)(w::GWord) + if length(w) == 0 + return G() + end + + if eltype(w.symbols) == FreeSymbol + w = FPGroupElem(w.symbols) + end + + if eltype(w.symbols) == FPSymbol + for s in w.symbols + i = findfirst(g -> g.str == s.str, G.gens) + i == 0 && throw("Symbol $s does not belong to $G.") + s.pow % G.gens[i].pow == 0 || throw("Symbol $s doesn't belong to $G.") + end + end + w.parent = G + return reduce!(w) +end + +(G::FPGroup)(s::FPSymbol) = G(FPGroupElem(s)) + +############################################################################### +# +# Basic manipulation +# +############################################################################### + +hash(s::FPSymbol, h::UInt) = hash(s.str, hash(s.pow, hash(FPSymbol, h))) + +change_pow(s::FPSymbol, n::Int) = FPSymbol(s.str, n) + +length(s::FPSymbol) = abs(s.pow) + +############################################################################### +# +# String I/O +# +############################################################################### + +function show(io::IO, G::FPGroup) + print(io, "FPgroup on $(length(G.gens)) generators: ") + print(io, "⟨ ", join(G.gens, ", "), " | ", join(G.rels, ", "), " ⟩.") +end + +############################################################################### +# +# Comparison +# +############################################################################### + +function (==)(s::FPSymbol, t::FPSymbol) + isone(s) && isone(t) && return true + s.str == t.str || return false + s.pow == t.pow || return false + return true +end + +############################################################################### +# +# Inversion +# +############################################################################### + +inv(s::FPSymbol) = change_pow(s, -s.pow) + +############################################################################### +# +# Binary operations +# +############################################################################### + +(*)(W::FPGroupElem, Z::FPGroupElem) = r_multiply(W, Z.symbols) +(*)(W::FPGroupElem, s::FPSymbol) = r_multiply(W, [s]) +(*)(s::FPSymbol, W::FPGroupElem) = l_multiply(W, [s]) + +function reduce!(W::FPGroupElem) + if length(W) < 2 + deleteat!(W.symbols, find(x -> x.pow == 0, W.symbols)) + else + reduced = false + while !reduced + reduced = free_reduce!(W) || replace_all!(W, parent(W).rels) + end + end + + W.savedhash = hash(W.symbols, hash(typeof(W))) + W.modified = false + return W +end + +############################################################################### +# +# Misc +# +############################################################################### + +function add_rels!(G::FPGroup, newrels::Dict{FPGroupElem,FPGroupElem}) + for w in keys(newrels) + if !(w in keys(G.rels)) + G.rels[w] = G(newrels[w]) + end + end +end + +function /(G::FPGroup, newrels::Vector{FPGroupElem}) + for r in rels + parent(r) == G || throw("Can not form quotient group: $r is not an element of $G") + end + H = deepcopy(G) + newrels = Dict(H(r) => H() for r in newrels) + add_rels!(H, newrels) + return H +end + +function /(G::FreeGroup, rels::Vector{FreeGroupElem}) + for r in rels + parent(r) == G || throw("Can not form quotient group: $r is not an element of $G") + end + H = FPGroup(G) + H.rels = Dict(H(rel) => H() for rel in unique(rels)) + return H +end