整数和运算 "+" 一起形成一个数学对象,它属于共享相似结构体貌一个广泛的类。为了适当的理解这些结构而不用个别的处理所有具体情况,发展出了下列抽象定义来涵盖上述和很多其他例子,其中之一是下面详述的对称群。群是一个集合 G,加上在一起的运算 "•",它组合任何两个元素 a 和 b 来形成指示为 a • b 的另一个元素。符号 "•" 是给具体给出的运算比如上面的加法的占位符。要具备成为群的资格,这个集合和运算 (G, •) 必须满足叫做群公理的四个要求:[4]0 c A% N3 I3 J3 z' L2 d. _0 n
1. 闭合。 对于所有 G 中 a, b,运算 a • b 的结果也在 G 中。b[›] - `; m" V) j4 d7 q" I, N0 G" O
2. 结合律。 对于所有 G 中的 a, b 和 c,等式 (a • b) • c = a • (b • c) 成立。 ! D* ?: q! j5 T: v" o) z6 U# V/ L# m9 B. h3. 单位元。 存在 G 中的一个元素 e,使得对于所有 G 中的元素 a,等式 e • a = a • e = a 成立。 & x3 ^/ ]0 U7 D9 ?4. 逆元。 对于每个 G 中的 a,存在 G 中的一个元素 b 使得 a • b = b • a = e,这里的 e 是单位元。 / H% C; q, M4 F- P3 x8 ]
进行群运算的次序可能是重要的。换句话说,组合元素 a 与元素 b 不必须生成同组合元素 b与元素 a 相同的结果;等式 ) ]. ^. T* A! O5 Q( f+ ^a • b = b • a ; ~# V4 p- ^) Y; [& l+ t可能不为真。这个等式在整数于加法下的群中总是成立,因为对于任何两个整数都有 a + b = b + a (加法的交换律)。但是在下面的对称群中不总是成立。等式 a • b = b • a 总是成立的群叫做阿贝尔群(致敬于尼尔斯·阿贝尔)。因此,整数加法群是阿贝尔群,但后面的对称群不是。