space_filling_curve — MATH construct op

• Datenarten: keine → pairs (ein Operator, der allein durch seine Argumente bestimmt ist — er nimmt kein Bild und keine Daten entgegen)

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.space_filling_curve(kind='hilbert', order=4) (die Implementierung direkt: import mathops; mathops.space_filling_curve(kind='hilbert', order=4); aus dem Register: opsmath.get("space_filling_curve"))

Verwendung

Hilbert-/Moore-/Scan-Ordnung auf einem `2**order`-Quadrat — eine Permutation, geprüft.

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

Returns the visiting order as `pairs (4**order, 2)` of integer grid

coordinates. Two scan orders are included as control groups, not as

filler: `row_major` jumps a whole row at the end of each line and

`boustrophedon` (serpentine) does not, so "consecutive points are

adjacent" separates them, and the locality measurement separates all four.

★Why this earns its place — the defining properties are integers:

• The result visits `4**order` cells, each exactly once: a

permutation, verified by sorting, not by sampling.

• For Hilbert, Moore and boustrophedon, **consecutive points are always at

L1 distance exactly 1**. Row-major is not (it jumps at every line end),

which is the control.

• Moore's curve is closed: the last point is adjacent to the first.

Hilbert's is not.

• *Locality.* For a gap of `k` in index, the mean Euclidean distance

grows like `sqrt(k)` for Hilbert and much faster for row-major. That is

why Hilbert order is used for spatial indexes, and it is measurable here

rather than asserted.

Raises `ValueError: unknown kind; order < 1`; the grid would

exceed the cap; `moore with order < 2` (it is not defined below that).

HALCON: no operator.

Familienweiter Eingabevertrag (fail-closed)

Jeder mathops-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):

• **Komplexe Eingaben lösen ValueError aus** — die Umwandlung nach float64 verwirft den Imaginärteil stillschweigend (numpy meldet nur eine ComplexWarning und liefert eine plausibel aussehende, falsche reelle Zahl). Schreiben Sie .real/.imag/abs() explizit oder nutzen Sie complexops.

• **Masked Arrays mit maskierten Elementen lösen ValueError aus** — die implizite Umwandlung, die die Maske abstreift und die Rohwerte darunter verwendet, wird abgelehnt. Geben Sie explizit an, ob gefüllt oder verworfen wird.

• **NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus** (mit Anzahl abgelehnt — es pflanzt sich durch das gesamte Ergebnis fort).

• Formen sind strikt: 1-D und 2-D werden nie implizit hochgestuft oder gebroadcastet (eine Matrix im Vektor-Slot oder ein Vektor im Matrix-Slot löst ValueError aus; reshapen Sie explizit).

• Größenobergrenze: Operatoren, die eine Matrix nehmen, sowie die stat_histogram-Bins lösen jenseits von mathops.MAX_ELEMENTS (2^26 ≈ 67 Mio. Elemente) ValueError aus.

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie math_metrology

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).

• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.

• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• poc_theorems_as_pictures — py -3.11 examples/poc_theorems_as_pictures.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen pairs als Eingabe)

neighbour_index_gaps · curve_locality

Gleiche Kategorie (construct)

circle_packing_apollonian · ford_circles · phyllotaxis_pattern · neighbour_index_gaps · ifs_fractal · ifs_similarity_dimension · curve_locality


*Provenance: mathops.py — MATH Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.