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eja: work towards fixing element subalgebras.
[sage.d.git] / mjo / eja / eja_element_subalgebra.py
index 73e1cbd9ab34ce1078c6ebaeaade3cc87d3d9448..ee8e0c67db2773537aefc04d82ee58b7a0b4cca0 100644 (file)
@@ -1,59 +1,25 @@
 from sage.matrix.constructor import matrix
+from sage.misc.cachefunc import cached_method
+from sage.rings.all import QQ
 
-from mjo.eja.eja_subalgebra import FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebra
-
-
-class FiniteDimensionalEuclideanJordanElementSubalgebra(FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebra):
-    def __init__(self, elt, orthonormalize_basis):
-        self._superalgebra = elt.parent()
-        category = self._superalgebra.category().Associative()
-        V = self._superalgebra.vector_space()
-        field = self._superalgebra.base_ring()
-
-        # This list is guaranteed to contain all independent powers,
-        # because it's the maximal set of powers that could possibly
-        # be independent (by a dimension argument).
-        powers = [ elt**k for k in range(V.dimension()) ]
-        power_vectors = [ p.to_vector() for p in powers ]
-        P = matrix(field, power_vectors)
-
-        if orthonormalize_basis == False:
-            # In this case, we just need to figure out which elements
-            # of the "powers" list are redundant... First compute the
-            # vector subspace spanned by the powers of the given
-            # element.
-
-            # Figure out which powers form a linearly-independent set.
-            ind_rows = P.pivot_rows()
-
-            # Pick those out of the list of all powers.
-            superalgebra_basis = tuple(map(powers.__getitem__, ind_rows))
-
-            # If our superalgebra is a subalgebra of something else, then
-            # these vectors won't have the right coordinates for
-            # V.span_of_basis() unless we use V.from_vector() on them.
-            basis_vectors = map(power_vectors.__getitem__, ind_rows)
-        else:
-            # If we're going to orthonormalize the basis anyway, we
-            # might as well just do Gram-Schmidt on the whole list of
-            # powers. The redundant ones will get zero'd out. If this
-            # looks like a roundabout way to orthonormalize, it is.
-            # But converting everything from algebra elements to vectors
-            # to matrices and then back again turns out to be about
-            # as fast as reimplementing our own Gram-Schmidt that
-            # works in an EJA.
-            G,_ = P.gram_schmidt(orthonormal=True)
-            basis_vectors = [ g for g in G.rows() if not g.is_zero() ]
-            superalgebra_basis = [ self._superalgebra.from_vector(b)
-                                   for b in basis_vectors ]
-
-        W = V.span_of_basis( V.from_vector(v) for v in basis_vectors )
-
-        fdeja = super(FiniteDimensionalEuclideanJordanElementSubalgebra, self)
-        fdeja.__init__(self._superalgebra,
-                       superalgebra_basis,
-                       category=category,
-                       check_axioms=False)
+from mjo.eja.eja_subalgebra import FiniteDimensionalEJASubalgebra
+
+
+class FiniteDimensionalEJAElementSubalgebra(FiniteDimensionalEJASubalgebra):
+    def __init__(self, elt, orthonormalize=True, **kwargs):
+        superalgebra = elt.parent()
+
+        # TODO: going up to the superalgebra dimension here is
+        # overkill.  We should append p vectors as rows to a matrix
+        # and continually rref() it until the rank stops going
+        # up. When n=10 but the dimension of the algebra is 1, that
+        # can save a shitload of time (especially over AA).
+        powers = tuple( elt**k for k in range(elt.degree()) )
+
+        super().__init__(superalgebra,
+                         powers,
+                         associative=True,
+                         **kwargs)
 
         # The rank is the highest possible degree of a minimal
         # polynomial, and is bounded above by the dimension. We know
@@ -61,9 +27,10 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanElementSubalgebra(FiniteDimensionalEuclide
         # polynomial has the same degree as the space's dimension
         # (remember how we constructed the space?), so that must be
         # its rank too.
-        self.rank.set_cache(W.dimension())
+        self.rank.set_cache(self.dimension())
 
 
+    @cached_method
     def one(self):
         """
         Return the multiplicative identity element of this algebra.
@@ -71,7 +38,7 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanElementSubalgebra(FiniteDimensionalEuclide
         The superclass method computes the identity element, which is
         beyond overkill in this case: the superalgebra identity
         restricted to this algebra is its identity. Note that we can't
-        count on the first basis element being the identity -- it migth
+        count on the first basis element being the identity -- it might
         have been scaled if we orthonormalized the basis.
 
         SETUP::
@@ -96,7 +63,7 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanElementSubalgebra(FiniteDimensionalEuclide
         The identity element acts like the identity over the rationals::
 
             sage: set_random_seed()
-            sage: x = random_eja(field=QQ).random_element()
+            sage: x = random_eja(field=QQ,orthonormalize=False).random_element()
             sage: A = x.subalgebra_generated_by()
             sage: x = A.random_element()
             sage: A.one()*x == x and x*A.one() == x
@@ -116,7 +83,7 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanElementSubalgebra(FiniteDimensionalEuclide
         the rationals::
 
             sage: set_random_seed()
-            sage: x = random_eja(field=QQ).random_element()
+            sage: x = random_eja(field=QQ,orthonormalize=False).random_element()
             sage: A = x.subalgebra_generated_by()
             sage: actual = A.one().operator().matrix()
             sage: expected = matrix.identity(A.base_ring(), A.dimension())
@@ -137,12 +104,6 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanElementSubalgebra(FiniteDimensionalEuclide
         """
         if self.dimension() == 0:
             return self.zero()
-        else:
-            sa_one = self.superalgebra().one().to_vector()
-            # The extra hackery is because foo.to_vector() might not
-            # live in foo.parent().vector_space()!
-            coords = sum( a*b for (a,b)
-                          in zip(sa_one,
-                                 self.superalgebra().vector_space().basis()) )
-            return self.from_vector(self.vector_space().coordinate_vector(coords))
+
+        return self(self.superalgebra().one())