Combinatorial specification of permutation classes

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This article presents a methodology that automatically derives a combinatorial specification for the permutation class $\mathcal{C} = Av(B)$, given its basis $B$ of excluded patterns and the set of simple permutations in $\mathcal{C}$, when these sets are both finite. This is achieved considering both pattern avoidance and pattern containment constraints in permutations.The obtained specification yields a system of equations satisfied by the generating function of $\mathcal{C}$, this system being always positive and algebraic. It also yields a uniform random sampler of permutations in $\mathcal{C}$. The method presented is fully algorithmic. Cet article présente une méthodologie qui calcule automatiquement une spécification combinatoire pour la classe de permutations $\mathcal{C} = Av(B)$, étant donnés une base $B$ de motifs interdits et l’ensemble des permutations simples de $\mathcal{C}$, lorsque ces deux ensembles sont finis. Ce résultat est obtenu en considérant à la fois des contraintes de motifs interdits et de motifs obligatoires dans les permutations. La spécification obtenue donne un système d’équations satisfait par la série génératrice de la classe $\mathcal{C}$, système qui est toujours positif et algébrique. Elle fournit aussi un générateur aléatoire uniforme de permutations dans $\mathcal{C}$. La méthode présentée est complètement algorithmique.