如何直观地感觉到一种语言是正规的


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给定一种语言,我如何不看生产规则就直接说这种语言不是常规语言?L={anbncn}

我可以使用抽引式引理,但有些人说只是看语法,这不是常规语法。这怎么可能?


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任何人都可以看任何语言,只是这是不规则的。我不确定直觉本身和经验一样重要。这是一种相当简单的语言(尽管是非常规语言),并且在形式语言的研究中不可避免地遇到了这种语言。一旦您被告知它不规则,并且使用任何有效的证明技术证明它不规则,您通常就不需要一个证据来说服其他人,因为当他们被介绍给其他人时,他们都是自己证明的。学科。
Patrick87 2012年

是的,但是有时候在讲座中,他们只是遵循一些干燥的数学证明,但是他们确实缺乏直观的解释和真实的简单示例
doniyor

。您是否曾经感到a n b n不规则?anbncnanbn
Uday Reddy 2012年

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查看语法并宣布因为语法不规则而语言不规则是谬论。常规语言有很多非常规语法。谨防!也就是说,确定语法是否规则是容易的。只是检查产品。
拉斐尔

Answers:


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DFA / NFA的主要特性是缺乏无限内存。如果您查看一种语言,并且可以想到的唯一算法(以后应将其翻译成有限自动机)就需要此属性,也就是说,您会觉得识别该算法的任何算法都需要记住任意数量的事物(例如您的示例中的),那么该语言可能不是正常的。n

当然,您应该始终记住,数学直觉可能是错误的,而确保直觉的唯一方法就是证明这一点。

编辑:由于空间不足,我将在这里评论中回答最后一个问题。

你们在谈论无限内存,这是为什么内存不规则的原因。但是如果我想,一个^ nb ^ m也可以有无限的内存,不是吗?这仍然没有给我和平。

问题不是单词可以得到多大(您通常会遇到无限的常规语言,因为每种有限的语言都是常规语言,这很无聊),而是DFA需要记住多少。
示例中,无需记住m n。算法只需要确保它们是肯定的,并且单词的顺序正确即可。这是一个有限的列表,列表中的每个项目都需要固定数量的内存。 将此与a n b n进行比较,为此需要一个简单的算法来记住a的数量等于b的数量ambnm,n
anbnab的。这将需要无限制的内存。当我查看一种语言并发现我能想到的任何算法都需要无限制的内存时,我对语言不规则的直觉越来越强。如果在合理的时间内(取决于您的合理时间)找不到“智能”算法(需要恒定内存量的算法),我将尝试证明该语言不是常规语言。
希望这可以使它更加清晰。


谢谢,数学证明带来了直觉,但请看一下这个生产规则:S-> ab | 抗体 这是针对a ^ nb ^ n的,它表示它也不规则。但是a ^ mb ^ n是常规的,其中m,n> = 1。为什么是这样?这些实际上是相同的形式,对吗?我不明白这两种语言之间的区别
doniyor 2012年

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对于a ^ nb ^ n,您需要跟踪2件事情:首先,a的数量等于b的数量(这对于DFA来说是不可能的部分),其次,没有'b'后面是'a '。对于a ^ mb ^ n,您不必关心m,n的值。您只关心至少有一个“ a”和至少一个“ b”,并且没有“ b”后跟一个“ a”。非正式地说,您只需要记住3件事。
鲍里斯·特雷瓦斯

哦,好的,现在我明白了。
doniyor 2012年

所以顺序也是至关重要的,对吧?像接受的aabbcc一样,但不接受aabcbc的唯一原因是订单不正确 对?
doniyor 2012年

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“常规语言的主要特性是缺乏无限的存储空间。” -我知道您的意思,但是那句话没有任何意义。“您认为识别该算法的任何算法都将需要记住任意数量的事物” –这确实是我所知道的唯一直觉,但是这种方法非常非常危险;看这里
拉斐尔

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我可以用抽引引理

anbn

测试您的直觉的一种好方法是查看以下语言:

  1. {xyyzx,y,z{a,b}+}
  2. {xyyzx,y,z{a,b}}
  3. {xyyzx,y,z{a,b,c}+}
  4. {xyyzx,y,z{a,b,c}}

哪些与上下文无关?


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如果有人知道常规语言边界的类似示例,请这样说。请不要破坏评论中的答案。
拉斐尔

拉斐尔-干得好!感谢您提供示例并明确测试我。
doniyor 2012年

@doniyor让我们继续聊天中的讨论
拉斐尔

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实际上,您可以使用相当简单的计算方法来确定某种语言是否正常,而不用做一个完整的证明。您只需要应用一个非常强大的标准:当且仅当它具有有限的商数时,该语言才是规则的。

LxxLwxwLL={anbn}aL={an1bn|n1}bL=akL={ankbn|nk}L

DDSaaLDS


b \ L表示:如果我将L乘以b,那么我会得到空集吗?是因为我实际上必须从头开始阅读单词吗?而不是从后面来?
doniyor 2012年

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bL=L/b

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这是一个很好的幻灯片平台,可以解释商,以及如何从中构造DFA:cs.cmu.edu/~cdm/pdf/Minimization.pdf
James Koppel

哦,好的,非常感谢。现在我得到了一点点。嗯...让我再研究一段时间...
doniyor 2012年
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