相关常规语言之间抽水长度的关系

时间:2017-08-29 11:26:38

标签: regular-language pumping-lemma

常规语言的抽水长度如何与相关语言的抽水长度相关。例如,如果A:< B:< C都是常规语言,k是B的抽水长度,我们对A和C的抽水长度有什么了解吗?

当我们看有限语言时,人们可能会天真地认为子语言具有较小的(<=)抽取长度。 {a,ab,abc}:&lt; {a,ab,abc,abcd}具有各自的泵送长度4 <= 5.从一个集合中取出一个元素不能使其最长的单词更长。

另一方面,如果你看一下由两种语言的同步产品形成的状态机,交集语言和联合语言具有相同的状态机结构,但不同之处在于交集的最终状态集是联盟最终状态集的一部分。拥有更多的最终状态,可能会更有可能找到通过状态机的较短路径。但相反,具有较少的最终状态使得状态机更可能具有非共同可访问状态,因此可以减少。

1 个答案:

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首先请注意,字母表中的所有语言都与某些关系中的所有其他语言相关,无论多么人为。我们确实需要根据您的建议将讨论限制为类似subset的内容,以便有意义地解决问题。

现在,您已经正确地指出,在一般情况下,subset关系对相对语言的抽水长度没有明确的影响。您可以轻松获取a*并与{a^n}进行比较,并显示a*的最小DFA几乎总是比{a^n}的DFA简单。

让我们进一步限制自己使用有限数量条目的语言;也就是说,L \ R是有限的,R \ L是有限的。这是与subset不同的相似性指标;但如果我们要求R \ L为空,那么我们就会恢复subset的限制版本。我们现在可能会在这个修改版本中提出相同的问题:对于在有限数量的条目中不同的语言,subset关系是否告诉我们什么?

答案仍然是否定的。考虑L = a*R = a* \ A,其中Aa*的有限非空子集。即使如此,L占用一个州,R可能需要更多。

正如你所建议的那样,仅限于有限集合确实让我们推断出你的建议:R的最小自动机将没有比L更多的状态。为什么是这样?我们必须有n+1个状态来接受任何长度为n的字符串,并且我们必须有一个死状态来接受不在语言中的字符串(其中将有无限多的字符串)。如果语言是有限的,那么最小DFA将根本没有循环(除了以死亡状态为中心),否则你将能够获得无限多的字符串。

您对采用笛卡尔积的观察是正确的,因为施加结构的结果为任何设定操作(联合,差异,交叉等)提供了结构相同的DFA;然而,这些DFA并不能保证是最小的,并且有限语言的要点仍然有效,即交叉的DFA将没有比两个机器的DFA最小化之前和之后的联合更多的状态。

你或许可以采用Myhill-Nerode定理并定义一个关于&#34;密切相关的概念&#34;使用它可以比较语言,以确定哪个将具有更大的最小DFA。然而,我不确定这一点,因为一个简单的方法可以让你比较参数化的参考语言,例如,很容易证明任何非常规语言是非常规的,这可能是数学中的一个大问题就其自身而言(例如,要么一般不可能,要么证明P = NP等等)。