draw character variety picture
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7656408f57
commit
b5bd9d398f
10
Makefile
10
Makefile
@ -7,14 +7,20 @@ SPECIAL_OPTIONS=-O3 -flto -funroll-loops -Winline
|
|||||||
|
|
||||||
OPTIONS=-m64 -march=native -mtune=native -std=gnu99 -D_GNU_SOURCE $(SPECIAL_OPTIONS)
|
OPTIONS=-m64 -march=native -mtune=native -std=gnu99 -D_GNU_SOURCE $(SPECIAL_OPTIONS)
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||||||
|
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||||||
all: singular_values
|
all: singular_values special_element
|
||||||
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|
||||||
singular_values: singular_values.o coxeter.o linalg.o mat.o
|
singular_values: singular_values.o coxeter.o linalg.o mat.o
|
||||||
gcc $(OPTIONS) -o singular_values coxeter.o linalg.o singular_values.o mat.o -lm -lgsl -lcblas -lgmp -lmps -lpthread
|
gcc $(OPTIONS) -o singular_values coxeter.o linalg.o singular_values.o mat.o -lm -lgsl -lcblas -lgmp -lmps -lpthread
|
||||||
|
|
||||||
|
special_element: special_element.o coxeter.o linalg.o mat.o
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||||||
|
gcc $(OPTIONS) -o special_element coxeter.o linalg.o special_element.o mat.o -lm -lgsl -lcblas -lgmp -lmps -lpthread
|
||||||
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||||||
singular_values.o: singular_values.c $(HEADERS)
|
singular_values.o: singular_values.c $(HEADERS)
|
||||||
gcc $(OPTIONS) -c singular_values.c
|
gcc $(OPTIONS) -c singular_values.c
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||||||
|
|
||||||
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special_element.o: special_element.c $(HEADERS)
|
||||||
|
gcc $(OPTIONS) -c special_element.c
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||||||
|
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||||||
linalg.o: linalg.c $(HEADERS)
|
linalg.o: linalg.c $(HEADERS)
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||||||
gcc $(OPTIONS) -c linalg.c
|
gcc $(OPTIONS) -c linalg.c
|
||||||
|
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||||||
@ -25,4 +31,4 @@ mat.o: mat.c $(HEADERS)
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|||||||
gcc $(OPTIONS) -c mat.c
|
gcc $(OPTIONS) -c mat.c
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clean:
|
clean:
|
||||||
rm -f singular_values coxeter.o linalg.o singular_values.o mat.o
|
rm -f singular_values special_element coxeter.o linalg.o singular_values.o mat.o special_element.o
|
||||||
|
@ -6,11 +6,26 @@
|
|||||||
#include <mps/mps.h>
|
#include <mps/mps.h>
|
||||||
|
|
||||||
#define SWAP(t,x,y) do { t _tmp = (x); (x) = (y); (y) = _tmp; } while (0);
|
#define SWAP(t,x,y) do { t _tmp = (x); (x) = (y); (y) = _tmp; } while (0);
|
||||||
//#define DEBUG(msg, ...) fprintf(stderr, msg, ##__VA_ARGS__)
|
#define DEBUG(msg, ...) do { print_time(); fprintf(stderr, msg, ##__VA_ARGS__); } while (0);
|
||||||
#define DEBUG(msg, ...)
|
//#define DEBUG(msg, ...)
|
||||||
|
|
||||||
#define OUTPUT_POINTS
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||||||
//#define OUTPUT_POINTS
|
//#define OUTPUT_POINTS
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||||||
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#define OUTPUT_SUMMARY
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||||||
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||||||
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struct timespec starttime;
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||||||
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||||||
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void print_time()
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{
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double diff;
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struct timespec current;
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||||||
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||||||
|
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, ¤t);
|
||||||
|
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||||||
|
diff = (current.tv_sec - starttime.tv_sec) + (current.tv_nsec - starttime.tv_nsec)*1e-9;
|
||||||
|
|
||||||
|
fprintf(stderr, "[%.3f] ", diff);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
struct result {
|
struct result {
|
||||||
mpq_t tr;
|
mpq_t tr;
|
||||||
@ -124,99 +139,75 @@ void quartic(mpq_t out, mpq_t in, int a, int b, int c, int d, int e)
|
|||||||
mpq_clear(tmp);
|
mpq_clear(tmp);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void initialize_triangle_generators(mat_workspace *ws, mat *gen, mpq_t s, mpq_t q)
|
// this version is only for the (4,4,4) group
|
||||||
|
void initialize_triangle_generators(mat_workspace *ws, mat *gen, mpq_t m, mpq_t t)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
mat r1,r2,r3;
|
mpq_t s,sinv,q,x,y;
|
||||||
mpq_t rho1, rho2, rho3;
|
mpq_t zero, one, two;
|
||||||
mpq_t b1,c1,a2,c2,a3,b3;
|
mpq_t tmp;
|
||||||
mpq_t sinv;
|
|
||||||
|
|
||||||
mpq_inits(sinv,rho1,rho2,rho3,b1,c1,a2,c2,a3,b3,NULL);
|
mpq_inits(s,sinv,q,x,y,zero,one,two,tmp,NULL);
|
||||||
mat_init(r1, 3);
|
mpq_set_ui(zero, 0, 1);
|
||||||
mat_init(r2, 3);
|
mpq_set_ui(one, 1, 1);
|
||||||
mat_init(r3, 3);
|
mpq_set_ui(two, 2, 1);
|
||||||
|
|
||||||
mpq_set_ui(sinv, 1, 1);
|
// s = (1-m^2)/2m
|
||||||
mpq_div(sinv, sinv, s);
|
mpq_mul(s, m, m);
|
||||||
|
mpq_sub(s, one, s);
|
||||||
|
mpq_div(s, s, m);
|
||||||
|
mpq_div(s, s, two);
|
||||||
|
mpq_div(sinv, one, s);
|
||||||
|
|
||||||
quartic(rho1, s, 0, 0, 1, -1, 1);
|
// q = (1+m^2)/(1-m^2) = 2/(1-m^2) - 1
|
||||||
quartic(rho2, s, 0, 0, 1, -1, 1);
|
mpq_mul(q, m, m);
|
||||||
quartic(rho3, s, 0, 0, 1, 0, 1);
|
mpq_sub(q, one, q);
|
||||||
|
mpq_div(q, two, q);
|
||||||
|
mpq_sub(q, q, one);
|
||||||
|
|
||||||
mpq_mul(c1, rho2, q);
|
// x = -tq, y = -q/t
|
||||||
mpq_mul(a2, rho3, q);
|
mpq_mul(x, q, t);
|
||||||
mpq_mul(b3, rho1, q);
|
mpq_sub(x, zero, x);
|
||||||
mpq_set_ui(b1, 1, 1);
|
mpq_div(y, q, t);
|
||||||
mpq_set_ui(c2, 1, 1);
|
mpq_sub(y, zero, y);
|
||||||
mpq_set_ui(a3, 1, 1);
|
|
||||||
mpq_div(b1, b1, q);
|
|
||||||
mpq_div(c2, c2, q);
|
|
||||||
mpq_div(a3, a3, q);
|
|
||||||
|
|
||||||
// actually, we want minus everything
|
// q^2 = xy = 1 + 1/s^2
|
||||||
mat_zero(r1);
|
// [ -s s*y 0]
|
||||||
mat_zero(r2);
|
// [ -s*x s*x*y - 1/s 0]
|
||||||
mat_zero(r3);
|
// [ -s*y s*y^2 - x 1]
|
||||||
mpq_set_si(*mat_ref(r1, 0, 0), -1, 1);
|
LOOP(i,3) {
|
||||||
mpq_set_si(*mat_ref(r1, 1, 1), 1, 1);
|
mat_zero(gen[i]);
|
||||||
mpq_set_si(*mat_ref(r1, 2, 2), 1, 1);
|
mpq_sub(tmp, zero, s);
|
||||||
mpq_set_si(*mat_ref(r2, 0, 0), 1, 1);
|
mat_set(gen[i%3], i%3, i%3, tmp);
|
||||||
mpq_set_si(*mat_ref(r2, 1, 1), -1, 1);
|
mpq_mul(tmp, s, y);
|
||||||
mpq_set_si(*mat_ref(r2, 2, 2), 1, 1);
|
mat_set(gen[i%3], i%3, (i+1)%3, tmp);
|
||||||
mpq_set_si(*mat_ref(r3, 0, 0), 1, 1);
|
mpq_mul(tmp, s, x);
|
||||||
mpq_set_si(*mat_ref(r3, 1, 1), 1, 1);
|
mpq_sub(tmp, zero, tmp);
|
||||||
mpq_set_si(*mat_ref(r3, 2, 2), -1, 1);
|
mat_set(gen[i%3], (i+1)%3, i%3, tmp);
|
||||||
|
mpq_mul(tmp, s, x);
|
||||||
|
mpq_mul(tmp, tmp, y);
|
||||||
|
mpq_sub(tmp, tmp, sinv);
|
||||||
|
mat_set(gen[i%3], (i+1)%3, (i+1)%3, tmp);
|
||||||
|
mpq_mul(tmp, s, y);
|
||||||
|
mpq_sub(tmp, zero, tmp);
|
||||||
|
mat_set(gen[i%3], (i+2)%3, i%3, tmp);
|
||||||
|
mpq_mul(tmp, s, y);
|
||||||
|
mpq_mul(tmp, tmp, y);
|
||||||
|
mpq_sub(tmp, tmp, x);
|
||||||
|
mat_set(gen[i%3], (i+2)%3, (i+1)%3, tmp);
|
||||||
|
mat_set(gen[i%3], (i+2)%3, (i+2)%3, one);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
mpq_set(*mat_ref(r1, 1, 0), b1);
|
LOOP(i,3) mat_pseudoinverse(ws, gen[i+3], gen[i]);
|
||||||
mpq_set(*mat_ref(r1, 2, 0), c1);
|
|
||||||
mpq_set(*mat_ref(r2, 0, 1), a2);
|
|
||||||
mpq_set(*mat_ref(r2, 2, 1), c2);
|
|
||||||
mpq_set(*mat_ref(r3, 0, 2), a3);
|
|
||||||
mpq_set(*mat_ref(r3, 1, 2), b3);
|
|
||||||
|
|
||||||
mat_zero(gen[0]);
|
|
||||||
mat_zero(gen[1]);
|
|
||||||
mat_zero(gen[2]);
|
|
||||||
|
|
||||||
mpq_set_ui(*mat_ref(gen[0], 0, 0), 1, 1);
|
|
||||||
mat_set(gen[0], 1, 1, sinv);
|
|
||||||
mat_set(gen[0], 2, 2, s);
|
|
||||||
|
|
||||||
mat_set(gen[1], 0, 0, s);
|
|
||||||
mpq_set_ui(*mat_ref(gen[1], 1, 1), 1, 1);
|
|
||||||
mat_set(gen[1], 2, 2, sinv);
|
|
||||||
|
|
||||||
mat_set(gen[2], 0, 0, sinv);
|
|
||||||
mat_set(gen[2], 1, 1, s);
|
|
||||||
mpq_set_ui(*mat_ref(gen[2], 2, 2), 1, 1);
|
|
||||||
|
|
||||||
mat_multiply(ws, gen[0], r2, gen[0]);
|
|
||||||
mat_multiply(ws, gen[0], gen[0], r3);
|
|
||||||
mat_multiply(ws, gen[1], r3, gen[1]);
|
|
||||||
mat_multiply(ws, gen[1], gen[1], r1);
|
|
||||||
mat_multiply(ws, gen[2], r1, gen[2]);
|
|
||||||
mat_multiply(ws, gen[2], gen[2], r2);
|
|
||||||
|
|
||||||
mat_pseudoinverse(ws, gen[3], gen[0]);
|
|
||||||
mat_pseudoinverse(ws, gen[4], gen[1]);
|
|
||||||
mat_pseudoinverse(ws, gen[5], gen[2]);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// debug output
|
||||||
/*
|
/*
|
||||||
mat_print(r1);
|
gmp_printf("m = %Qd, s = %Qd, t = %Qd, q = %Qd, x = %Qd, y = %Qd\n", m, s, t, q, x, y);
|
||||||
mat_print(r2);
|
|
||||||
mat_print(r3);
|
|
||||||
mat_print(gen[0]);
|
mat_print(gen[0]);
|
||||||
mat_print(gen[1]);
|
mat_print(gen[1]);
|
||||||
mat_print(gen[2]);
|
mat_print(gen[2]);
|
||||||
mat_print(gen[3]);
|
|
||||||
mat_print(gen[4]);
|
|
||||||
mat_print(gen[5]);
|
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
mpq_clears(sinv,rho1,rho2,rho3,b1,c1,a2,c2,a3,b3,NULL);
|
mpq_inits(s,sinv,q,x,y,zero,one,two,tmp,NULL);
|
||||||
mat_clear(r1);
|
|
||||||
mat_clear(r2);
|
|
||||||
mat_clear(r3);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
char *print_word(groupelement_t *g, char *str)
|
char *print_word(groupelement_t *g, char *str)
|
||||||
@ -232,7 +223,7 @@ char *print_word(groupelement_t *g, char *str)
|
|||||||
return str;
|
return str;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void enumerate(group_t *group, mat *matrices, mpq_t s, mpq_t t)
|
void enumerate(group_t *group, mat *matrices, mpq_t m, mpq_t t)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
mat_workspace *ws;
|
mat_workspace *ws;
|
||||||
mat tmp;
|
mat tmp;
|
||||||
@ -245,7 +236,7 @@ void enumerate(group_t *group, mat *matrices, mpq_t s, mpq_t t)
|
|||||||
mat_init(gen[i], 3);
|
mat_init(gen[i], 3);
|
||||||
mat_init(tmp, 3);
|
mat_init(tmp, 3);
|
||||||
|
|
||||||
initialize_triangle_generators(ws, gen, s, t);
|
initialize_triangle_generators(ws, gen, m, t);
|
||||||
|
|
||||||
mat_identity(matrices[0]);
|
mat_identity(matrices[0]);
|
||||||
for(int i = 1; i < group->size; i++) {
|
for(int i = 1; i < group->size; i++) {
|
||||||
@ -352,8 +343,8 @@ double max_slope(groupelement_t *group, mat *matrices, mpq_t s, mpq_t t, int *in
|
|||||||
|
|
||||||
int main(int argc, char *argv[])
|
int main(int argc, char *argv[])
|
||||||
{
|
{
|
||||||
mpq_t s, q, t, tmp;
|
mpq_t m, t, tmp;
|
||||||
double sapprox, tapprox, qapprox, tqfactor;
|
double s;
|
||||||
mat *matrices;
|
mat *matrices;
|
||||||
group_t *group;
|
group_t *group;
|
||||||
int index;
|
int index;
|
||||||
@ -369,11 +360,13 @@ int main(int argc, char *argv[])
|
|||||||
struct result *invariants;
|
struct result *invariants;
|
||||||
struct result **distinct_invariants;
|
struct result **distinct_invariants;
|
||||||
|
|
||||||
|
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &starttime);
|
||||||
|
|
||||||
nmax = atoi(argv[1]);
|
nmax = atoi(argv[1]);
|
||||||
|
|
||||||
DEBUG("Allocate\n");
|
DEBUG("Allocate\n");
|
||||||
|
|
||||||
mpq_inits(s, q, t, tmp, NULL);
|
mpq_inits(m, t, tmp, NULL);
|
||||||
matrices = malloc(nmax*sizeof(mat));
|
matrices = malloc(nmax*sizeof(mat));
|
||||||
for(int i = 0; i < nmax; i++)
|
for(int i = 0; i < nmax; i++)
|
||||||
mat_init(matrices[i], 3);
|
mat_init(matrices[i], 3);
|
||||||
@ -389,6 +382,7 @@ int main(int argc, char *argv[])
|
|||||||
mps_context_set_output_prec(solver, 20); // relative precision
|
mps_context_set_output_prec(solver, 20); // relative precision
|
||||||
mps_context_set_output_goal(solver, MPS_OUTPUT_GOAL_APPROXIMATE);
|
mps_context_set_output_goal(solver, MPS_OUTPUT_GOAL_APPROXIMATE);
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
DEBUG("Approximate parameters\n");
|
DEBUG("Approximate parameters\n");
|
||||||
|
|
||||||
// get approximate s and q values
|
// get approximate s and q values
|
||||||
@ -420,13 +414,22 @@ int main(int argc, char *argv[])
|
|||||||
#ifdef OUTPUT_POINTS
|
#ifdef OUTPUT_POINTS
|
||||||
gmp_fprintf(stdout, "\"s = %Qd = %.3f, q = %Qd, t = %.3f\"\n", s, mpq_get_d(s), q, mpq_get_d(q)*tqfactor);
|
gmp_fprintf(stdout, "\"s = %Qd = %.3f, q = %Qd, t = %.3f\"\n", s, mpq_get_d(s), q, mpq_get_d(q)*tqfactor);
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
// group
|
// group
|
||||||
DEBUG("Generate group\n");
|
DEBUG("Generate group\n");
|
||||||
group = coxeter_init_triangle(4, 3, 3, nmax);
|
group = coxeter_init_triangle(4, 4, 4, nmax);
|
||||||
|
|
||||||
|
fprintf(stderr, "max word length = %d\n", group->elements[nmax-1].length);
|
||||||
|
|
||||||
|
for(int ttick = 45; ttick <= 65; ttick++) {
|
||||||
|
for(int mtick = 45; mtick < 65; mtick++) {
|
||||||
|
mpq_set_ui(t, ttick, 100);
|
||||||
|
mpq_set_ui(m, mtick, 100); // 414/1000 ~ sqrt(2)-1 <-> s=1
|
||||||
|
s = (1-mpq_get_d(m)*mpq_get_d(m))/(2*mpq_get_d(m));
|
||||||
|
|
||||||
DEBUG("Compute matrices\n");
|
DEBUG("Compute matrices\n");
|
||||||
enumerate(group, matrices, s, q);
|
enumerate(group, matrices, m, t);
|
||||||
|
|
||||||
n = 0;
|
n = 0;
|
||||||
DEBUG("Compute traces\n");
|
DEBUG("Compute traces\n");
|
||||||
@ -438,6 +441,8 @@ int main(int argc, char *argv[])
|
|||||||
mat_trace(invariants[i].trinv, matrices[group->elements[i].inverse->id]);
|
mat_trace(invariants[i].trinv, matrices[group->elements[i].inverse->id]);
|
||||||
|
|
||||||
distinct_invariants[n++] = &invariants[i];
|
distinct_invariants[n++] = &invariants[i];
|
||||||
|
|
||||||
|
// gmp_printf("%Qd %Qd %d %s\n", invariants[i].tr, invariants[i].trinv, i, print_word(&group->elements[i], buf));
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
DEBUG("Get unique traces\n");
|
DEBUG("Get unique traces\n");
|
||||||
@ -479,22 +484,16 @@ int main(int argc, char *argv[])
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef OUTPUT_POINTS
|
#ifdef OUTPUT_POINTS
|
||||||
gmp_printf("%Qd %Qd %f %f %f %d\n", distinct_invariants[i]->tr, distinct_invariants[i]->trinv, x, y, y/x);
|
gmp_printf("%Qd %Qd %f %f %f\n", distinct_invariants[i]->tr, distinct_invariants[i]->trinv, x, y, y/x);
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef OUTPUT_SUMMARY
|
#ifdef OUTPUT_SUMMARY
|
||||||
fprintf(stdout, "%.3f %.3f %f %s\n", mpq_get_d(s), mpq_get_d(q)*tqfactor, max_slope, print_word(&group->elements[max_slope_index], buf));
|
// fprintf(stdout, "%.5f %.5f %.5f %f %s\n", mpq_get_d(t), mpq_get_d(m), s, max_slope, print_word(&group->elements[max_slope_index], buf));
|
||||||
|
fprintf(stdout, "%.5f %.5f %.5f %f %s\n", mpq_get_d(t), mpq_get_d(m), s, max_slope, print_word(&group->elements[max_slope_index], buf));
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
}
|
||||||
// output_invariants(group, matrices, s, q, solver);
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// for(int i = 0; i < 10; i++) {
|
|
||||||
// mpq_set_ui(t,100+i,100);
|
|
||||||
// mpq_canonicalize(t);
|
|
||||||
|
|
||||||
//printf("%f %f\n", mpq_get_d(t), max_slope(group, matrices, s, t, &index));
|
|
||||||
// }
|
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DEBUG("Clean up\n");
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DEBUG("Clean up\n");
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for(int i = 0; i < nmax; i++) {
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for(int i = 0; i < nmax; i++) {
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@ -507,6 +506,6 @@ int main(int argc, char *argv[])
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mat_clear(matrices[i]);
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mat_clear(matrices[i]);
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free(matrices);
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free(matrices);
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coxeter_clear(group);
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coxeter_clear(group);
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mpq_clears(s, q, t, tmp, NULL);
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mpq_clears(m, t, tmp, NULL);
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mps_context_free(solver);
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mps_context_free(solver);
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}
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}
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