อัลกอริธึมที่รู้จักที่จะเปลี่ยนจาก DFA ไปเป็นนิพจน์ทั่วไป


28

ฉันสงสัยว่ามี '`ดีกว่า' '(ฉันจะอธิบายในแง่ใด) อัลกอริทึมที่จะเริ่มต้นจาก DFAและสร้างการแสดงออกปกติที่มากกว่าหนึ่งในหนังสือโดย Hopcroft และ Ullman (1979) ในการมีชุดที่ใช้แทนชุดของสตริงที่ใช้เอฟเอจากรัฐเพื่อโดยไม่ต้องผ่านรัฐใด ๆ เลขสูงกว่าkการก่อสร้างนี้ถึงแม้จะถูกต้องและมีประโยชน์มาก แต่ก็ค่อนข้างเป็นเรื่องเทคนิค r L ( A ) = L ( r ) R k i j q i q j kARL(A)=L(r)RijkQผมQJk

ฉันกำลังเขียนเอกสารเกี่ยวกับทฤษฎีออลพีชคณิตเกี่ยวกับพีชคณิตและฉันไม่ต้องการเบี่ยงเบนความสนใจผู้ชมของฉันด้วยรายละเอียดทางเทคนิคมากเกินไป (อย่างน้อยก็ไม่ใช่รายละเอียดที่ไม่เกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ที่ฉันต้องการแสดง) แต่ฉันต้องการรวม หลักฐานการเทียบเท่าระหว่าง DFA และนิพจน์ทั่วไปเพื่อความสมบูรณ์ สำหรับบันทึกฉันใช้ Glushkov ออโตมาตะจากนิพจน์ทั่วไปไปยัง DFA ดูเหมือนง่ายกว่า -transitions ซึ่งฉันไม่ได้กำหนดเลย (อีกครั้งเพราะฉันไม่ต้องการ)ε

อัลกอริธึมอื่น ๆ ที่เป็นที่รู้จักกันนั้นเปลี่ยนจาก DFA ไปเป็นนิพจน์ทั่วไปหรือไม่? ฉันเห็นคุณค่าความเรียบง่ายมากกว่าประสิทธิภาพ (นั่นคือ `` ดีกว่า '' สำหรับฉันในกรณีนี้) แต่นั่นไม่ใช่ข้อกำหนด

ขอบคุณล่วงหน้าสำหรับความช่วยเหลือของ!


1
มันไม่ใช่อัลกอริทึมที่แตกต่างกัน แต่อัลกอริทึมสามารถแสดงออกทางพีชคณิตได้โดยใช้กำลัง th ของเมทริกซ์ของนิพจน์ทั่วไปในพีชคณิตที่เหมาะสม บางทีคุณอาจจะพบว่ามันดูหรูหราและกระชับ ฉันกำลังมองหาการอ้างอิง kRผมJkk
สูงสุด

1
อัลกอริทึมเป็นหลักแตกต่างจากอัลกอริทึมฟลอยด์-Warshall สำหรับปัญหาทุกคู่-สั้นที่สุดเส้นทางดังนั้นคุณอาจพบว่าการนำเสนอในแง่ของการคูณเมทริกซ์โดยการค้นหาคำหลักเหล่านี้ RผมJk
Jan Johannsen

2
ฉันเห็นด้วย มันเป็นพื้นอัลกอริทึม Floyd-Warshall นอกจากนี้ยังสามารถได้มาโดยใช้เทคนิคการเขียนโปรแกรมแบบไดนามิกมาตรฐาน (เช่นเดียวกับ Floyd-Warshall can)
david

ฉันแน่ใจว่าฉันตอบคำถามแบบนี้มาก่อน แต่ฉันหามันไม่เจอ
กราฟิลส์

@ Max คุณสามารถหาข้อมูลอ้างอิงได้หรือไม่ ฉันสนใจในการเป็นตัวแทนเมทริกซ์มันควรจะน่าดึงดูดยิ่งกว่าสำหรับนักพีชคณิตจริง ๆ
Janoma

คำตอบ:


17

อีกสองกองกำลัง: Brzozowski - McCluskey อาคากำจัดรัฐ [1] และการกำจัดแบบเกาส์ในระบบสมการโดยใช้เล็มของอาร์เดน แหล่งข้อมูลที่ดีที่สุดในหนังสือเหล่านี้น่าจะเป็นหนังสือของ Jacques Sakarovitch [2]

[1] J. Brzozowski, E. McCluskey Jr. , เทคนิคสัญญาณ fl ow กราฟสำหรับไดอะแกรมสถานะวงจรตามลำดับ, ธุรกรรม IEEE บนคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ EC-12 (1963) 67-76

[2] J. Sakarovitch องค์ประกอบของทฤษฎีออโตมาตะ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, 2009


2
ฉันพบวิธีการแก้สมการโดยใช้เล็มม่าของอาร์เดนวิธีที่ง่ายที่สุดและง่ายที่สุดในการอธิบายนั่นคือสาเหตุที่ฉันนำเสนอแบบนั้นในชั้นเรียนทฤษฎีเบื้องต้น
Jan Johannsen

วิธีการของระบบสมการฟังดูยอดเยี่ยม น่าเสียดายที่ห้องสมุดของมหาวิทยาลัยของฉันไม่มีหนังสือที่คุณพูดถึง (Sakarovitch) แต่ฉันจะไปดูที่อื่น
Janoma

4
การเปรียบเทียบการก่อสร้างพบได้ในกระดาษของ Sakarovitch "The Language, Expression และ Automaton (เล็ก)", CIAA 2005, LNCS 3845, Springer (2006) 15-30 ดูinfres.enst.fr/~jsaka/PUB/Files/LESA.pdf
Hermann Gruber

2
นอกจากนี้โปรดทราบว่าการเรียงลำดับซึ่งประมวลผลสถานะอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อขนาดของนิพจน์ทั่วไปที่เกิดขึ้น สิ่งนี้ถือเป็นจริงเสมอ: ไม่ว่าคุณจะทำด้วยบทแทรกของ Arden, McNaughton-Yamada, การกำจัดสถานะหรือตัวแปรอื่น ฮิวริสติกแบบเรียบง่ายหลายแบบสำหรับการเลือกการคัดออกที่ดีนั้นมีให้
Hermann Gruber

15

หนังสือของ Kozen "Automata & Computability" กล่าวถึงลักษณะทั่วไปอันงดงามของอัลกอริทึม Floyd-Warshall เนื่องจากคุณพูดถึงการดึงดูดนักพีชคณิตคุณอาจพบว่ามีประโยชน์ คุณจะพบมันในหน้า 58-59 ของข้อความนั้น (ฉันคิดว่า Google หนังสือมีตัวอย่าง)

โดยทั่วไปคุณสามารถกำหนดพีชคณิต Kleene บนเมทริกซ์ที่มีรายการมาจากพีชคณิต Kleene การเพิ่ม / การรวมกันของเมทริกซ์เป็นการบวกกันอย่างชาญฉลาด การคูณ / การต่อเมทริกซ์เป็นเหมือนการคูณเมทริกซ์ปกติ Kleene ดาวการฝึกอบรมหมายถึง:2×2

[ad]* * * *=[(a+d* * * *)* * * *(a+d* * * *)* * * *d* * * *(d+a* * * *)* * * *a* * * *(d+a* * * *)* * * *]

ผม,JผมJ

n×na,,,dม.×ม.ม.×(n-ม.)(n-ม.)×ม.(n-ม.)×(n-ม.)2×22×2

nTΣF(T* * * *)s,sT* * * *

ม.=1RผมJk

อีกแหล่งที่มาของโครงสร้างพีชคณิต Kleene มากกว่าเมทริกซ์ปรากฏในทฤษฎีบทความสมบูรณ์ของ Kleene Algebras และพีชคณิตของเหตุการณ์ปกติโดย Kozen


12

โดยวิธีการที่ดีที่สุดที่ฉันได้เห็นคือสิ่งที่ Sylvain พูดถึง โดยเฉพาะอย่างยิ่งดูเหมือนว่าจะแสดงออกอย่างกระชับมากกว่าคนอื่น ๆ

ฉันเขียนเอกสารนี้เพื่ออธิบายวิธีการสำหรับฤดูร้อนที่ผ่านมา มันเกี่ยวข้องโดยตรงกับการบรรยายเฉพาะ การอ้างอิงที่กล่าวถึงเป็นคำจำกัดความทั่วไปของนิพจน์ทั่วไป หลักฐานของเล็มม่าของอาร์เดนมีอยู่; หนึ่งสำหรับความถูกต้องของวิธีการที่ขาดหายไป ขณะที่ฉันเรียนรู้จากการบรรยายฉันไม่มีการอ้างอิงถึงเรื่องเศร้า


ฉันชอบพิสูจน์ด้วย ฉันคิดว่ามันสวยงามและง่ายต่อการอธิบาย แม้แต่เล็มม่าของอาร์เดนก็ไม่ยาก ฉันคิดว่านี่จะเป็นวิธีที่ฉันจะรวมไว้ในเอกสารของฉัน
Janoma

+
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.