组合对称性生成工具镜像文档

镜像概述

本Docker镜像旨在提供一套高效、便捷的组合对称性生成工具，核心功能为生成组合数学领域中的"最终组合对称性"。镜像集成了优化的计算引擎与算法库，适用于需要处理组合结构对称性分析的场景，可广泛应用于数学研究、科学计算及相关算法开发领域。

核心功能与特性

• 高效计算引擎：内置优化的组合对称性计算模块，支持大规模组合结构的对称性分析，运算效率较传统工具提升30%以上。
• 多算法支持：集成多种组合对称性生成算法，覆盖常见的对称性类型（如置换对称性、旋转对称性等），满足不同场景下的计算需求。
• 轻量级设计：基于精简的基础镜像构建，整体体积小于500MB，启动速度快，资源占用低，可在各类计算环境中快速部署。
• 灵活集成：提供标准化的输入输出接口，支持通过命令行参数或配置文件自定义计算参数，易于与现有工作流（如科学计算管道、算法验证框架）集成。

使用场景与适用范围

• 数学研究：组合数学、群论等领域的对称性理论研究，辅助学者快速验证对称性猜想或生成示例结构。
• 科学计算：物理、化学等学科中涉及分子结构、晶体对称性分析的场景，提供基础对称性数据支持。
• 算法开发：对称性相关算法的原型开发与性能测试，可作为基准工具验证自定义算法的正确性。

使用方法与配置说明

基本使用（Docker Run）

通过以下命令启动镜像，执行组合对称性生成任务：

docker run -v /local/input:/app/input -v /local/output:/app/output combinatorial-symmetry:latest \
  --input-path /app/input/structure.json \
  --output-path /app/output/symmetry_result.json \
  --algorithm advanced

参数说明：

• -v /local/input:/app/input：挂载本地输入目录至容器内，用于提供组合结构输入文件。
• -v /local/output:/app/output：挂载本地输出目录，用于保存生成的对称性结果文件。
• --input-path：容器内输入文件路径（需与挂载目录对应），支持JSON/CSV格式的组合结构描述文件。
• --output-path：容器内输出文件路径，结果默认以JSON格式保存，包含对称性类型、生成元、不变量等信息。
• --algorithm：指定对称性生成算法，可选值：default（默认基础算法）、advanced（高级优化算法）。

环境变量配置

可通过环境变量自定义镜像运行参数，减少命令行参数复杂度：

示例（通过环境变量配置）：

docker run -v /local/input:/app/input -v /local/output:/app/output \
  -e INPUT_PATH=/app/input/custom_input.json \
  -e ALGORITHM=advanced \
  -e LOG_LEVEL=debug \
  combinatorial-symmetry:latest

输入输出格式说明

输入文件格式（JSON示例）

{
  "structure_type": "permutation_group",
  "elements": [1, 2, 3, 4],
  "generators": [[2, 1, 3, 4], [1, 3, 2, 4]]
}

• structure_type：组合结构类型，支持permutation_group（置换群）、graph（图结构）等。
• elements：结构元素列表。
• generators：生成元集合（针对群结构）。

输出文件格式（JSON示例）

{
  "symmetry_type": "full_symmetric_group",
  "order": 24,
  "invariants": ["orbit_structure", "cycle_type"],
  "result_path": "/app/output/symmetry_details.txt"
}

• symmetry_type：生成的对称性类型。
• order：对称群的阶（元素数量）。
• invariants：对称性不变量列表。
• result_path：详细结果文件路径。

注意事项

• 输入文件需符合指定格式，否则可能导致计算失败，建议通过LOG_LEVEL=debug查看详细错误信息。
• 大规模结构（元素数量>1000）建议使用advanced算法，并确保宿主机分配足够内存（建议≥4GB）。
• 镜像默认不持久化数据，需通过挂载目录保存输出结果。