We describe a practical algorithm for computing normal forms for semigroups and monoids with finite presentations satisfying so-called small overlap conditions. Small overlap conditions are natural conditions on the relations in a presentation, which were introduced by J. H. Remmers and subsequently studied extensively by M. Kambites. Presentations satisfying these conditions are ubiquitous; Kambites showed that a randomly chosen finite presentation satisfies the $C(4)$ condition with probability tending to 1 as the sum of the lengths of relation words tends to infinity. Kambites also showed that several key problems for finitely presented semigroups and monoids are tractable in $C(4)$ monoids: the word problem is solvable in $O(\min\{|u|, |v|\})$ time in the size of the input words $u$ and $v$; the uniform word problem for $\langle A|R\rangle$ is solvable in $O(N ^ 2 \min\{|u|, |v|\})$ where $N$ is the sum of the lengths of the words in $R$; and a normal form for any given word $u$ can be found in $O(|u|)$ time. Although Kambites' algorithm for solving the word problem in $C(4)$ monoids is highly practical, it appears that the coefficients in the linear time algorithm for computing normal forms are too large in practice. In this paper, we present an algorithm for computing normal forms in $C(4)$ monoids that has time complexity $O(|u| ^ 2)$ for input word $u$, but where the coefficients are sufficiently small to allow for practical computation. Additionally, we show that the uniform word problem for small overlap monoids can be solved in $O(N \min\{|u|, |v|\})$ time.
翻译:我们描述一个实际的算法,用于计算半组和单体的正常形式。 计算半组和单体的正常形式时, 有限的演示要满足所谓的小重叠条件。 小重叠条件是演示中关系的自然条件, 由 J. H. Remmers 提出, 由 M. Kambites 广泛研究。 满足这些条件的演示是无处不在的; Kambites 显示, 随机选择的有限演示满足了$C(4) 条件, 因为关系单词长度的总和总是无限的。 Kambites 也显示, 有限展示的半组和单体的简单条件是 $C (4) 的简单条件。 以 $( minu ), 美元( 美元) 普通的字母问题是 $( 美元) ; 以 美元( 美元) 美元( 美元) 。 以 美元( 美元( =% =) 表示, 美元( ) 美元( ) 以 美元( ) 美元( ) 美元) 美元( ) 美元) 以 美元( 美元( ) 美元) 美元( 美元) 美元( 以 ) 美元) 以 以 以 美元( 美元) 以 美元) 以 以 美元) 的货币( 以 以 美元) 以 美元( 美元) 美元( 美元) 以 以 美元( 美元) 以 美元) 以 以 美元) 的货币( 以 美元) 美元( 美元) 的货币表示的货币( 以 以 以 以 ) 以 以 以 以 以 表示的货币表示的货币表示的货币表示 ) ) 以 ) ) 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 ) 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 美元表示