如何证明这种语言不是上下文无关的?


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我有以下语言

{0i1j2k∣0≤i≤j≤k}

我正在尝试确定它适合哪种Chomsky语言课。我可以看到如何使用上下文相关的语法实现它,因此我知道它至少是上下文相关的。似乎没有上下文无关的语法是不可能的,但是我在证明这一点上遇到了问题。

这似乎是通过了分叉抽取的引理,因为如果将全部放在任何单词的第三部分(包含所有uvwxy2 s的部分)中。它可以根据需要将和x泵抽多次,并且将保留该语言。如果我错了,你能告诉我为什么吗,如果我是对的,我仍然认为这种语言不是上下文无关的,那么我怎么证明呢?vx


我不确定如何使其成为正式证明,但确保i <= j <= k需要上下文(前一个变量的值)。
— 凯文(Kevin)


@Raphael,我读过这篇文章之前的那篇文章,由于它的抽象性,不知道如何将其应用于我的示例。由于每个字符之间的关系> =先前字符的数量,所以我看不到如何将uxyzv分解为单词以使用Ogden引理。BlueMagister和jmad在另一篇文章中进行了扩展,以使我的示例更清楚。
— justausr

@Raphael我不同意这是一般情况的琐碎应用。选择使用哪种方法以及将其应用到哪个示例并不容易。
— 吉尔(Gilles)“所以

Answers:


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您可以使用奥格登引理(例如将所有0标记为零)强制将泵送在某些地方。

假设它是上下文无关的,那么奥格登的引理给您一个,给它w = 0 p 1 p 2 p,这是该语言的语言,并且您将所有0都“标记”了出来。然后任何因式分解瓦特= û X ý ž v必须是这样的,有一个0在X或ž。您还可以假设x = a k和z = b m,因为x x和z zp>0w=0p1p2pw=uxyzv0xzx=akz=bmxxzz 必须是您语言的子字符串。

  1. 如果则w = u x 2 y z 2 v的 0大于1z=0...0w=ux2yz2v

  2. 如果和z = 1..1,则w = u x 2 y z 2 v的 1大于2。x=0..0z=1..1w=ux2yz2v

  3. 如果和z = 2..2,则w = u x 2 y z 2 v的 0大于1。x=0..0z=2..2w=ux2yz2v

因此,不是您的语言。因此,它不是上下文无关的。ux2yz2v

有关其他技术,请参见以下讨论:如何证明语言不是上下文无关的?


这是我使用的相同语言吗?似乎是对于类似的语言,其中所有0的1和2的长度都相等。该语言的2的数量> = 1的数量> = 0的数量
— justausr 2012年

1
是的,但是使用所有抽水引理中的任何一个,您都可以选择单词(我选择了):奥格登的引理应该适用于所有引理。0p1p2p
— jmad 2012年

Gotcha,我从未听说过ogden的引理,因此我将不得不对其进行研究。我说对了,它没有通过抽水式引理吗?
— justausr

@justausr直到最近都没有我(并且感谢我提到的讨论)。是的,您是对的:泵送引理几乎可以做同样的事情,但是没有选择泵送的位置,在这里就没用了。
— jmad 2012年

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抽词问题应该解决您有关单词第三部分的问题;请注意,当拆分,u v n w x n y的任何组合也都使用该语言,包括当n = 0时。试试看z=uvwxyuvnwxnyn=0

编辑:正如jmad所说,抽水引诱就像一个游戏:

  1. 抽水引理给你一个p
  2. 您给字词的长度至少为psp
  3. 泵送引理重写它是这样的:一些条件下(| v X ý | ≤ p和| v ÿ | ≥ 1)s=uvxyz|vxy|≤p|vy|≥1
  4. 你给一个整数n≥0
  5. 如果不在L中,则您赢了,L不是上下文无关的。uvnxynzLL

因此,您要做的是陈述一个单词,将3分解为大小写,并证明每种情况下您都可以找到,从而使所得单词不在语言中。n

当分解,请考虑v x y可能属于的所有情况。您会注意到,如果v x y不属于2,那么很容易将0和1抽出,直到它们超过2,然后您将得到一个非该语言的单词。我的建议是,如果v x y落入2个区域,则还可以通过设置n = 0使v和y消失,因此u v n x y n z = us=uvxyzvxyvxyvxyvyn=0。然后,通过消除2可以得出不属于该语言的单词。uvnxynz=uxz


您是说将所有uvwxy放在带有2的部分中吗?
— justausr

如果给出正确的词。我会详细说明。
— Blue Magister 2012年

在这里,立即尝试。我不确定我的抽奖lem与您的抽奖是否相同,因此我呼吁Wikipedia。
— Blue Magister 2012年
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