Интерфейсы¶

Краеугольным камнем Sage является поддержка вычислений с использованием объектов из разных систем комьпютерной алгебры, которые находятся «под одной крышей» и используют общий интерфейс и чистый язык программирования.

Методы console и interact интерфейса делают разные вещи. Например, используя GAP как пример:

gap.console(): Открывает консоль GAP и передает управление GAP’у. Здесь Sage выступает в роли удобной командной строки, наподобие оболочки Bash в GNU/Linux.
gap.interact(): Это удобный способ взаимодействия с запущенным интерфейсом GAP, «заполненным» объектами Sage. Вы можете импортировать объекты Sage в сессию GAP (даже из интерактивного интерфейса), и пр.

GAP¶

Sage поставляется с GAP для вычислений в области дискретной математики, в особенности, в теории групп.

Вот пример функции IdGroup из GAP, которая использует базу данных небольших групп, которая должна быть установлена отдельно, как показано ниже.

Sage

sage: G = gap('Group((1,2,3)(4,5), (3,4))')
sage: G
Group( [ (1,2,3)(4,5), (3,4) ] )
sage: G.Center()
Group( () )
sage: G.IdGroup()
[ 120, 34 ]
sage: G.Order()
120

Python

>>> from sage.all import *
>>> G = gap('Group((1,2,3)(4,5), (3,4))')
>>> G
Group( [ (1,2,3)(4,5), (3,4) ] )
>>> G.Center()
Group( () )
>>> G.IdGroup()
[ 120, 34 ]
>>> G.Order()
120

Sage Live

G = gap('Group((1,2,3)(4,5), (3,4))')
G
G.Center()
G.IdGroup()
G.Order()

Мы можем провести те же вычисления в Sage без прямого вызова интерфейса GAP следующим образом:

Sage

sage: G = PermutationGroup([[(1,2,3),(4,5)],[(3,4)]])
sage: G.center()
Subgroup generated by [()] of (Permutation Group with generators [(3,4), (1,2,3)(4,5)])
sage: G.group_id()
[120, 34]
sage: n = G.order(); n
120

Python

>>> from sage.all import *
>>> G = PermutationGroup([[(Integer(1),Integer(2),Integer(3)),(Integer(4),Integer(5))],[(Integer(3),Integer(4))]])
>>> G.center()
Subgroup generated by [()] of (Permutation Group with generators [(3,4), (1,2,3)(4,5)])
>>> G.group_id()
[120, 34]
>>> n = G.order(); n
120

Sage Live

G = PermutationGroup([[(1,2,3),(4,5)],[(3,4)]])
G.center()
G.group_id()
n = G.order(); n

Некотоые функции системы GAP доступны только после инсталляции дополнительного пакета Sage. Он может быть установлен командой:

sage -i gap_packages

Singular¶

Singular предоставляет массивную и продуманную библиотеку для базиса Грёбнера, нахождения наибольшего общего делителя полиномов, базиса пространств плоских кривых Римана-Роха и факторизации, наряду с другими вещами. Мы покажем пример факторизации полиномов с несколькими переменными, используя интерфейс Singular в Sage (не вводите ....:):

Sage

sage: R1 = singular.ring(0, '(x,y)', 'dp')
sage: R1
polynomial ring, over a field, global ordering
//   coefficients: QQ
//   number of vars : 2
//        block   1 : ordering dp
//                  : names    x y
//        block   2 : ordering C
sage: f = singular('9*y^8 - 9*x^2*y^7 - 18*x^3*y^6 - 18*x^5*y^6 +'
....:     '9*x^6*y^4 + 18*x^7*y^5 + 36*x^8*y^4 + 9*x^10*y^4 - 18*x^11*y^2 -'
....:     '9*x^12*y^3 - 18*x^13*y^2 + 9*x^16')

Python

>>> from sage.all import *
>>> R1 = singular.ring(Integer(0), '(x,y)', 'dp')
>>> R1
polynomial ring, over a field, global ordering
//   coefficients: QQ
//   number of vars : 2
//        block   1 : ordering dp
//                  : names    x y
//        block   2 : ordering C
>>> f = singular('9*y^8 - 9*x^2*y^7 - 18*x^3*y^6 - 18*x^5*y^6 +'
...     '9*x^6*y^4 + 18*x^7*y^5 + 36*x^8*y^4 + 9*x^10*y^4 - 18*x^11*y^2 -'
...     '9*x^12*y^3 - 18*x^13*y^2 + 9*x^16')

Sage Live

R1 = singular.ring(0, '(x,y)', 'dp')
R1
f = singular('9*y^8 - 9*x^2*y^7 - 18*x^3*y^6 - 18*x^5*y^6 +'
    '9*x^6*y^4 + 18*x^7*y^5 + 36*x^8*y^4 + 9*x^10*y^4 - 18*x^11*y^2 -'
    '9*x^12*y^3 - 18*x^13*y^2 + 9*x^16')

Теперь когда мы определили \(f\), мы выводим на экран и факторизуем.

Sage

sage: f
9*x^16-18*x^13*y^2-9*x^12*y^3+9*x^10*y^4-18*x^11*y^2+36*x^8*y^4+18*x^7*y^5-18*x^5*y^6+9*x^6*y^4-18*x^3*y^6-9*x^2*y^7+9*y^8
sage: f.parent()
Singular
sage: F = f.factorize(); F
[1]:
   _[1]=9
   _[2]=x^6-2*x^3*y^2-x^2*y^3+y^4
   _[3]=-x^5+y^2
[2]:
   1,1,2
sage: F[1][2]
x^6-2*x^3*y^2-x^2*y^3+y^4

Python

>>> from sage.all import *
>>> f
9*x^16-18*x^13*y^2-9*x^12*y^3+9*x^10*y^4-18*x^11*y^2+36*x^8*y^4+18*x^7*y^5-18*x^5*y^6+9*x^6*y^4-18*x^3*y^6-9*x^2*y^7+9*y^8
>>> f.parent()
Singular
>>> F = f.factorize(); F
[1]:
   _[1]=9
   _[2]=x^6-2*x^3*y^2-x^2*y^3+y^4
   _[3]=-x^5+y^2
[2]:
   1,1,2
>>> F[Integer(1)][Integer(2)]
x^6-2*x^3*y^2-x^2*y^3+y^4

Sage Live

f
f.parent()
F = f.factorize(); F
F[1][2]

Как и на примере GAP в GAP, мы можем совершить данную факторизацию без прямого указания интерфейса Sage (однако за кулисами Sage все равно используется интерфейс Singular). Не вводите ....::

Sage

sage: x, y = QQ['x, y'].gens()
sage: f = (9*y^8 - 9*x^2*y^7 - 18*x^3*y^6 - 18*x^5*y^6 + 9*x^6*y^4
....:     + 18*x^7*y^5 + 36*x^8*y^4 + 9*x^10*y^4 - 18*x^11*y^2 - 9*x^12*y^3
....:     - 18*x^13*y^2 + 9*x^16)
sage: factor(f)
(9) * (-x^5 + y^2)^2 * (x^6 - 2*x^3*y^2 - x^2*y^3 + y^4)

Python

>>> from sage.all import *
>>> x, y = QQ['x, y'].gens()
>>> f = (Integer(9)*y**Integer(8) - Integer(9)*x**Integer(2)*y**Integer(7) - Integer(18)*x**Integer(3)*y**Integer(6) - Integer(18)*x**Integer(5)*y**Integer(6) + Integer(9)*x**Integer(6)*y**Integer(4)
...     + Integer(18)*x**Integer(7)*y**Integer(5) + Integer(36)*x**Integer(8)*y**Integer(4) + Integer(9)*x**Integer(10)*y**Integer(4) - Integer(18)*x**Integer(11)*y**Integer(2) - Integer(9)*x**Integer(12)*y**Integer(3)
...     - Integer(18)*x**Integer(13)*y**Integer(2) + Integer(9)*x**Integer(16))
>>> factor(f)
(9) * (-x^5 + y^2)^2 * (x^6 - 2*x^3*y^2 - x^2*y^3 + y^4)

Sage Live

x, y = QQ['x, y'].gens()
f = (9*y^8 - 9*x^2*y^7 - 18*x^3*y^6 - 18*x^5*y^6 + 9*x^6*y^4
    + 18*x^7*y^5 + 36*x^8*y^4 + 9*x^10*y^4 - 18*x^11*y^2 - 9*x^12*y^3
    - 18*x^13*y^2 + 9*x^16)
factor(f)

Интерфейсы¶

GP/PARI¶

GAP¶

Singular¶

Maxima¶