]> gitweb.michael.orlitzky.com - sage.d.git/blobdiff - mjo/eja/eja_algebra.py
eja: fix recent hasattr() commit.
[sage.d.git] / mjo / eja / eja_algebra.py
index e28ec6b9466fc69385eeb6cca44c0b8053155629..e6aba200a90a0317150bde9093f6a28569d2db74 100644 (file)
@@ -347,14 +347,19 @@ class FiniteDimensionalEJA(CombinatorialFreeModule):
         # its own set of non-ambient coordinates (in terms of the
         # supplied basis).
         vector_basis = tuple( V(_all2list(b)) for b in basis )
-        W = V.span_of_basis( vector_basis, check=check_axioms)
+
+        # Save the span of our matrix basis (when written out as long
+        # vectors) because otherwise we'll have to reconstruct it
+        # every time we want to coerce a matrix into the algebra.
+        self._matrix_span = V.span_of_basis( vector_basis, check=check_axioms)
 
         if orthonormalize:
-            # Now "W" is the vector space of our algebra coordinates. The
-            # variables "X1", "X2",...  refer to the entries of vectors in
-            # W. Thus to convert back and forth between the orthonormal
-            # coordinates and the given ones, we need to stick the original
-            # basis in W.
+            # Now "self._matrix_span" is the vector space of our
+            # algebra coordinates. The variables "X1", "X2",...  refer
+            # to the entries of vectors in self._matrix_span. Thus to
+            # convert back and forth between the orthonormal
+            # coordinates and the given ones, we need to stick the
+            # original basis in self._matrix_span.
             U = V.span_of_basis( deortho_vector_basis, check=check_axioms)
             self._deortho_matrix = matrix.column( U.coordinate_vector(q)
                                                   for q in vector_basis )
@@ -378,7 +383,7 @@ class FiniteDimensionalEJA(CombinatorialFreeModule):
                 # The jordan product returns a matrixy answer, so we
                 # have to convert it to the algebra coordinates.
                 elt = jordan_product(q_i, q_j)
-                elt = W.coordinate_vector(V(_all2list(elt)))
+                elt = self._matrix_span.coordinate_vector(V(_all2list(elt)))
                 self._multiplication_table[i][j] = self.from_vector(elt)
 
                 if not orthonormalize:
@@ -685,8 +690,8 @@ class FiniteDimensionalEJA(CombinatorialFreeModule):
 
     def _element_constructor_(self, elt):
         """
-        Construct an element of this algebra from its vector or matrix
-        representation.
+        Construct an element of this algebra or a subalgebra from its
+        EJA element, vector, or matrix representation.
 
         This gets called only after the parent element _call_ method
         fails to find a coercion for the argument.
@@ -725,6 +730,16 @@ class FiniteDimensionalEJA(CombinatorialFreeModule):
             sage: J( (J1.matrix_basis()[1], J2.matrix_basis()[2]) )
             b1 + b5
 
+        Subalgebra elements are embedded into the superalgebra::
+
+            sage: J = JordanSpinEJA(3)
+            sage: J.one()
+            b0
+            sage: x = sum(J.gens())
+            sage: A = x.subalgebra_generated_by()
+            sage: J(A.one())
+            b0
+
         TESTS:
 
         Ensure that we can convert any element back and forth
@@ -749,6 +764,7 @@ class FiniteDimensionalEJA(CombinatorialFreeModule):
             Traceback (most recent call last):
             ...
             ValueError: not an element of this algebra
+
         """
         msg = "not an element of this algebra"
         if elt in self.base_ring():
@@ -758,13 +774,16 @@ class FiniteDimensionalEJA(CombinatorialFreeModule):
             # that the integer 3 belongs to the space of 2-by-2 matrices.
             raise ValueError(msg)
 
-        try:
-            # Try to convert a vector into a column-matrix...
+        if hasattr(elt, 'superalgebra_element'):
+            # Handle subalgebra elements
+            if elt.parent().superalgebra() == self:
+                return elt.superalgebra_element()
+
+        if hasattr(elt, 'sparse_vector'):
+            # Convert a vector into a column-matrix. We check for
+            # "sparse_vector" and not "column" because matrices also
+            # have a "column" method.
             elt = elt.column()
-        except (AttributeError, TypeError):
-            # and ignore failure, because we weren't really expecting
-            # a vector as an argument anyway.
-            pass
 
         if elt not in self.matrix_space():
             raise ValueError(msg)
@@ -781,15 +800,10 @@ class FiniteDimensionalEJA(CombinatorialFreeModule):
         # is that we're already converting everything to long vectors,
         # and that strategy works for tuples as well.
         #
-        # We pass check=False because the matrix basis is "guaranteed"
-        # to be linearly independent... right? Ha ha.
-        elt = _all2list(elt)
-        V = VectorSpace(self.base_ring(), len(elt))
-        W = V.span_of_basis( (V(_all2list(s)) for s in self.matrix_basis()),
-                             check=False)
+        elt = self._matrix_span.ambient_vector_space()(_all2list(elt))
 
         try:
-            coords = W.coordinate_vector(V(elt))
+            coords = self._matrix_span.coordinate_vector(elt)
         except ArithmeticError:  # vector is not in free module
             raise ValueError(msg)
 
@@ -1827,11 +1841,36 @@ class ConcreteEJA(FiniteDimensionalEJA):
     def random_instance(cls, max_dimension=None, *args, **kwargs):
         """
         Return a random instance of this type of algebra whose dimension
-        is less than or equal to ``max_dimension``. If the dimension bound
-        is omitted, then the ``_max_random_instance_dimension()`` is used
-        to get a suitable bound.
+        is less than or equal to the lesser of ``max_dimension`` and
+        the value returned by ``_max_random_instance_dimension()``. If
+        the dimension bound is omitted, then only the
+        ``_max_random_instance_dimension()`` is used as a bound.
 
         This method should be implemented in each subclass.
+
+        SETUP::
+
+            sage: from mjo.eja.eja_algebra import ConcreteEJA
+
+        TESTS:
+
+        Both the class bound and the ``max_dimension`` argument are upper
+        bounds on the dimension of the algebra returned::
+
+            sage: from sage.misc.prandom import choice
+            sage: eja_class = choice(ConcreteEJA.__subclasses__())
+            sage: class_max_d = eja_class._max_random_instance_dimension()
+            sage: J = eja_class.random_instance(max_dimension=20,
+            ....:                               field=QQ,
+            ....:                               orthonormalize=False)
+            sage: J.dimension() <= class_max_d
+            True
+            sage: J = eja_class.random_instance(max_dimension=2,
+            ....:                               field=QQ,
+            ....:                               orthonormalize=False)
+            sage: J.dimension() <= 2
+            True
+
         """
         from sage.misc.prandom import choice
         eja_class = choice(cls.__subclasses__())
@@ -1839,7 +1878,7 @@ class ConcreteEJA(FiniteDimensionalEJA):
         # These all bubble up to the RationalBasisEJA superclass
         # constructor, so any (kw)args valid there are also valid
         # here.
-        return eja_class.random_instance(*args, **kwargs)
+        return eja_class.random_instance(max_dimension, *args, **kwargs)
 
 
 class MatrixEJA(FiniteDimensionalEJA):
@@ -2071,14 +2110,15 @@ class RealSymmetricEJA(MatrixEJA, RationalBasisEJA, ConcreteEJA):
         return ZZ(int(ZZ(8*max_dimension + 1).sqrt()/2 - 1/2))
 
     @classmethod
-    def random_instance(cls, max_dimension=None, **kwargs):
+    def random_instance(cls, max_dimension=None, *args, **kwargs):
         """
         Return a random instance of this type of algebra.
         """
-        if max_dimension is None:
-            max_dimension = cls._max_random_instance_dimension()
-        max_size = cls._max_random_instance_size(max_dimension) + 1
-        n = ZZ.random_element(max_size)
+        class_max_d = cls._max_random_instance_dimension()
+        if (max_dimension is None or max_dimension > class_max_d):
+            max_dimension = class_max_d
+        max_size = cls._max_random_instance_size(max_dimension)
+        n = ZZ.random_element(max_size + 1)
         return cls(n, **kwargs)
 
     def __init__(self, n, field=AA, **kwargs):
@@ -2195,13 +2235,15 @@ class ComplexHermitianEJA(MatrixEJA, RationalBasisEJA, ConcreteEJA):
         return ZZ(int(ZZ(max_dimension).sqrt()))
 
     @classmethod
-    def random_instance(cls, max_dimension=None, **kwargs):
+    def random_instance(cls, max_dimension=None, *args, **kwargs):
         """
         Return a random instance of this type of algebra.
         """
-        if max_dimension is None:
-            max_dimension = cls._max_random_instance_dimension()
-        n = ZZ.random_element(cls._max_random_instance_size(max_dimension) + 1)
+        class_max_d = cls._max_random_instance_dimension()
+        if (max_dimension is None or max_dimension > class_max_d):
+            max_dimension = class_max_d
+        max_size = cls._max_random_instance_size(max_dimension)
+        n = ZZ.random_element(max_size + 1)
         return cls(n, **kwargs)
 
 
@@ -2291,13 +2333,15 @@ class QuaternionHermitianEJA(MatrixEJA, RationalBasisEJA, ConcreteEJA):
         return ZZ(int(ZZ(8*max_dimension + 1).sqrt()/4 + 1/4))
 
     @classmethod
-    def random_instance(cls, max_dimension=None, **kwargs):
+    def random_instance(cls, max_dimension=None, *args, **kwargs):
         """
         Return a random instance of this type of algebra.
         """
-        if max_dimension is None:
-            max_dimension = cls._max_random_instance_dimension()
-        n = ZZ.random_element(cls._max_random_instance_size(max_dimension) + 1)
+        class_max_d = cls._max_random_instance_dimension()
+        if (max_dimension is None or max_dimension > class_max_d):
+            max_dimension = class_max_d
+        max_size = cls._max_random_instance_size(max_dimension)
+        n = ZZ.random_element(max_size + 1)
         return cls(n, **kwargs)
 
 class OctonionHermitianEJA(MatrixEJA, RationalBasisEJA, ConcreteEJA):
@@ -2404,13 +2448,15 @@ class OctonionHermitianEJA(MatrixEJA, RationalBasisEJA, ConcreteEJA):
             return 0
 
     @classmethod
-    def random_instance(cls, max_dimension=None, **kwargs):
+    def random_instance(cls, max_dimension=None, *args, **kwargs):
         """
         Return a random instance of this type of algebra.
         """
-        if max_dimension is None:
-            max_dimension = cls._max_random_instance_dimension()
-        n = ZZ.random_element(cls._max_random_instance_size(max_dimension) + 1)
+        class_max_d = cls._max_random_instance_dimension()
+        if (max_dimension is None or max_dimension > class_max_d):
+            max_dimension = class_max_d
+        max_size = cls._max_random_instance_size(max_dimension)
+        n = ZZ.random_element(max_size + 1)
         return cls(n, **kwargs)
 
     def __init__(self, n, field=AA, **kwargs):
@@ -2546,13 +2592,15 @@ class HadamardEJA(RationalBasisEJA, ConcreteEJA):
         return max_dimension
 
     @classmethod
-    def random_instance(cls, max_dimension=None, **kwargs):
+    def random_instance(cls, max_dimension=None, *args, **kwargs):
         """
         Return a random instance of this type of algebra.
         """
-        if max_dimension is None:
-            max_dimension = cls._max_random_instance_dimension()
-        n = ZZ.random_element(cls._max_random_instance_size(max_dimension) + 1)
+        class_max_d = cls._max_random_instance_dimension()
+        if (max_dimension is None or max_dimension > class_max_d):
+            max_dimension = class_max_d
+        max_size = cls._max_random_instance_size(max_dimension)
+        n = ZZ.random_element(max_size + 1)
         return cls(n, **kwargs)
 
 
@@ -2707,13 +2755,16 @@ class BilinearFormEJA(RationalBasisEJA, ConcreteEJA):
         return max_dimension
 
     @classmethod
-    def random_instance(cls, max_dimension=None, **kwargs):
+    def random_instance(cls, max_dimension=None, *args, **kwargs):
         """
         Return a random instance of this algebra.
         """
-        if max_dimension is None:
-            max_dimension = cls._max_random_instance_dimension()
-        n = ZZ.random_element(cls._max_random_instance_size(max_dimension) + 1)
+        class_max_d = cls._max_random_instance_dimension()
+        if (max_dimension is None or max_dimension > class_max_d):
+            max_dimension = class_max_d
+        max_size = cls._max_random_instance_size(max_dimension)
+        n = ZZ.random_element(max_size + 1)
+
         if n.is_zero():
             B = matrix.identity(ZZ, n)
             return cls(B, **kwargs)
@@ -2724,6 +2775,7 @@ class BilinearFormEJA(RationalBasisEJA, ConcreteEJA):
         alpha = ZZ.zero()
         while alpha.is_zero():
             alpha = ZZ.random_element().abs()
+
         B22 = M.transpose()*M + alpha*I
 
         from sage.matrix.special import block_matrix
@@ -2797,15 +2849,17 @@ class JordanSpinEJA(BilinearFormEJA):
         super().__init__(B, *args, **kwargs)
 
     @classmethod
-    def random_instance(cls, max_dimension=None, **kwargs):
+    def random_instance(cls, max_dimension=None, *args, **kwargs):
         """
         Return a random instance of this type of algebra.
 
         Needed here to override the implementation for ``BilinearFormEJA``.
         """
-        if max_dimension is None:
-            max_dimension = cls._max_random_instance_dimension()
-        n = ZZ.random_element(cls._max_random_instance_size(max_dimension) + 1)
+        class_max_d = cls._max_random_instance_dimension()
+        if (max_dimension is None or max_dimension > class_max_d):
+            max_dimension = class_max_d
+        max_size = cls._max_random_instance_size(max_dimension)
+        n = ZZ.random_element(max_size + 1)
         return cls(n, **kwargs)
 
 
@@ -2862,9 +2916,12 @@ class TrivialEJA(RationalBasisEJA, ConcreteEJA):
         self.one.set_cache( self.zero() )
 
     @classmethod
-    def random_instance(cls, **kwargs):
+    def random_instance(cls, max_dimension=None, *args, **kwargs):
         # We don't take a "size" argument so the superclass method is
-        # inappropriate for us.
+        # inappropriate for us. The ``max_dimension`` argument is
+        # included so that if this method is called generically with a
+        # ``max_dimension=<whatever>`` argument, we don't try to pass
+        # it on to the algebra constructor.
         return cls(**kwargs)
 
 
@@ -3417,6 +3474,21 @@ class RationalBasisCartesianProductEJA(CartesianProductEJA,
 RationalBasisEJA.CartesianProduct = RationalBasisCartesianProductEJA
 
 def random_eja(max_dimension=None, *args, **kwargs):
+    r"""
+
+    SETUP::
+
+        sage: from mjo.eja.eja_algebra import random_eja
+
+    TESTS::
+
+        sage: set_random_seed()
+        sage: n = ZZ.random_element(1,5)
+        sage: J = random_eja(max_dimension=n, field=QQ, orthonormalize=False)
+        sage: J.dimension() <= n
+        True
+
+    """
     # Use the ConcreteEJA default as the total upper bound (regardless
     # of any whether or not any individual factors set a lower limit).
     if max_dimension is None: