A finite group of order $n$ can be represented by its Cayley table. In the word-RAM model the Cayley table of a group of order $n$ can be stored using $O(n^2)$ words and can be used to answer a multiplication query in constant time. It is interesting to ask if we can design a data structure to store a group of order $n$ that uses $o(n^2)$ space but can still answer a multiplication query in constant time. We design a constant query-time data structure that can store any finite group using $O(n)$ words where $n$ is the order of the group. Farzan and Munro (ISSAC 2006) gave an information theoretic lower bound of $\Omega(n)$ on the number of words to store a group of order $n$. Since our data structure achieves this lower bound and answers queries in constant time, it is optimal in both space usage and query-time. A crucial step in the process is essentially to design linear space and constant query-time data structures for nonabelian simple groups. The data structures for nonableian simple groups are designed using a lemma that we prove using the Classification Theorem for Finite Simple Groups (CFSG).
翻译:Cayley 表格可以代表一定的顺序组 $ 美元 。 在单词 RAM 模型中, 一组顺序的 Cayley 表格 $n 美元可以使用 $O (n) 2) 单词存储, 并可用于在恒定的时间里回答乘法查询。 有趣的是, 我们是否可以设计一个数据结构来存储一组使用 $(n) 2 美元 空间但仍可以在恒定的时间里回答乘法查询 。 我们设计了一个恒定的查询时间数据结构, 它可以用 $(n) 美元存储一个组的定值组 。 Farzan 和 Munro (ISAC 2006) 在存储一组顺序的单数上给出了一个低价价为$\ Omega (n) 的信息。 由于我们的数据结构实现了这个低价的定值, 但仍可以在恒定的时间里回答一个多解答问题。 我们设计了一个关键步骤是, 用于为非abelian 简单组设计直线空间和持续查询时间数据结构。 。 使用不易变的分类组的数据结构, 使用我们所设计的简单分类系统 。</s>