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整数关系晶格Hermite标准形基的计算

数据结构与算法 2026-05-11 v1 计算复杂性 符号计算 环与代数

摘要

给定全列秩MZ×mM \in \Z^{\ell \times m}FZn×mF \in \Z^{n \times m},我们提出了一个算法来计算由所有行pZ1×np \in \Z^{1 \times n}组成的整数晶格的n×nn \times n基的Hermite标准形,其中pFZ1×mpF \in \Z^{1 \times m}在由MM的行生成的整数晶格中。该算法是随机的,属于Las Vegas类型,即最多以12\frac{1}{2}的概率失败,但如果不返回失败则保证产生正确的结果。当MM是方阵且F=ImF=I_m时,所计算的基是MM的Hermite标准形,算法使用的位数运算数量大约与将两个相同维度和相同条目大小的矩阵相乘所需的数量相同。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.07784,
  title  = {Computing bases in Hermite normal form of lattices of integer relations},
  author = {George Labahn and Arne Storjohann},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.07784},
  year   = {2026}
}