ไวยากรณ์ฟรีตามบริบทคืออะไร?

ใครช่วยอธิบายให้ฉันเข้าใจว่าไวยากรณ์ที่ไม่มีบริบทคืออะไร หลังจากดูรายการ Wikipedia และรายการ Wikipedia เกี่ยวกับไวยากรณ์ที่เป็นทางการแล้วฉันก็รู้สึกสับสนอย่างสิ้นเชิง จะมีใครใจดีอธิบายว่าสิ่งเหล่านี้คืออะไร?

ฉันสงสัยสิ่งนี้เพราะฉันต้องการตรวจสอบการแยกวิเคราะห์และในด้านข้างข้อ จำกัด ของเอนจิน regex

ฉันไม่แน่ใจว่าคำศัพท์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเขียนโปรแกรมโดยตรงหรือไม่หรือเกี่ยวข้องกับภาษาศาสตร์โดยทั่วไปมากกว่า ถ้าเป็นเช่นนั้นต้องขออภัยด้วยนะคะถ้าเป็นเช่นนั้น

ไวยากรณ์ที่ไม่มีบริบทคือไวยากรณ์ที่ตรงตามคุณสมบัติบางประการ ในวิทยาการคอมพิวเตอร์ไวยากรณ์อธิบายภาษา โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาอธิบายภาษาที่เป็นทางการ

ภาษาที่เป็นทางการเป็นเพียงชุด (คำศัพท์ทางคณิตศาสตร์สำหรับชุดของวัตถุ) ของสตริง (ลำดับของสัญลักษณ์ ... คล้ายกับการเขียนโปรแกรมของคำว่า "สตริง") ตัวอย่างง่ายๆของภาษาที่เป็นทางการคือชุดของสตริงไบนารีทั้งหมดที่มีความยาว 3, {000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111}

ไวยากรณ์ทำงานโดยการกำหนดการแปลงที่คุณสามารถสร้างสตริงในภาษาที่อธิบายโดยไวยากรณ์ นักไวยากรณ์จะพูดถึงวิธีการเปลี่ยนสัญลักษณ์เริ่มต้น (โดยปกติคือ S) ให้เป็นสตริงของสัญลักษณ์ ไวยากรณ์สำหรับภาษาที่ระบุก่อนหน้านี้คือ:

S -> BBB
B -> 0
B -> 1

วิธีการแปลความหมายนี้คือจะบอกว่าSจะถูกแทนที่ด้วยBBBและBจะถูกแทนที่ด้วย 0 และBจะถูกแทนที่ด้วย 1. ดังนั้นเพื่อสร้างสตริง 010 S -> BBB -> 0BB -> 01B -> 010ที่เราสามารถทำได้

ไวยากรณ์ที่ไม่มีบริบทเป็นเพียงไวยากรณ์ที่สิ่งที่คุณกำลังแทนที่ (ด้านซ้ายของลูกศร) เป็นสัญลักษณ์ "non-terminal" เพียงสัญลักษณ์เดียว สัญลักษณ์ที่ไม่ใช่เทอร์มินัลคือสัญลักษณ์ใด ๆ ที่คุณใช้ในไวยากรณ์ที่ไม่สามารถปรากฏในสตริงสุดท้ายของคุณ ในไวยากรณ์ด้านบน "S" และ "B" เป็นสัญลักษณ์ที่ไม่ใช่เทอร์มินัลและ "0" และ "1" เป็นสัญลักษณ์ "เทอร์มินัล" ไวยากรณ์เช่น

S -> AB
AB -> 1
A -> AA
B -> 0

ไม่ปกติเนื่องจากมีกฎเช่น "AB -> 1"

ทฤษฎีภาษาเกี่ยวข้องกับทฤษฎีการคำนวณ ซึ่งเป็นด้านปรัชญามากกว่าของวิทยาการคอมพิวเตอร์เกี่ยวกับการตัดสินใจว่าโปรแกรมใดเป็นไปได้หรือจะเป็นไปได้ที่จะเขียนและปัญหาประเภทใดที่ไม่สามารถเขียนอัลกอริทึมเพื่อแก้ไขได้

นิพจน์ทั่วไปเป็นวิธีการอธิบายภาษาปกติ ภาษาปกติคือภาษาที่สามารถตัดสินใจได้โดยออโตเมตัน จำกัด ที่กำหนด

คุณควรอ่านบทความเกี่ยวกับ Finite State Machines: http://en.wikipedia.org/wiki/Finite_state_machine

และภาษาทั่วไป: http://en.wikipedia.org/wiki/Regular_language

ภาษาปกติทั้งหมดเป็นภาษาฟรีตามบริบท แต่มีภาษาฟรีตามบริบทที่ไม่ปกติ Context Free Language คือชุดของสตริงทั้งหมดที่ยอมรับโดย Context Free Grammer หรือ Pushdown Automata ซึ่งเป็น Finite State Machine ที่มีสแต็กเดียว: http://en.wikipedia.org/wiki/Pushdown_automaton#PDA_and_Context-free_Languages

มีภาษาที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งต้องใช้ Turing Machine (โปรแกรมที่เป็นไปได้ใด ๆ ที่คุณสามารถเขียนบนคอมพิวเตอร์ของคุณได้) เพื่อตัดสินใจว่าสตริงนั้นเป็นภาษาหรือไม่

ทฤษฎีภาษายังเกี่ยวข้องกับปัญหา P เทียบกับ NP และสิ่งที่น่าสนใจอื่น ๆ

หนังสือเรียนรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวิทยาการคอมพิวเตอร์ปีที่สามของฉันค่อนข้างดีในการอธิบายสิ่งนี้: บทนำสู่ทฤษฎีการคำนวณ โดย Michael Sipser แต่ฉันต้องเสียเงิน 160 เหรียญเพื่อซื้อใหม่และมันก็ไม่ใหญ่มาก บางทีคุณอาจหาสำเนาที่ใช้แล้วหรือหาสำเนาที่ห้องสมุดหรือบางอย่างที่อาจช่วยคุณได้

แก้ไข:

ข้อ จำกัด ของนิพจน์ทั่วไปและชั้นเรียนภาษาที่สูงขึ้นได้รับการวิจัยเป็นจำนวนมากในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา คุณอาจสนใจคำขยายการปั๊มสำหรับภาษาทั่วไป เป็นวิธีการพิสูจน์ว่าภาษาบางภาษาไม่ปกติ:

http://en.wikipedia.org/wiki/Pumping_lemma_for_regular_languages

หากภาษาไม่ปกติอาจเป็นแบบ Context Free ซึ่งหมายความว่าสามารถอธิบายได้โดย Context Free Grammer หรืออาจอยู่ในชั้นเรียนภาษาที่สูงขึ้นคุณสามารถพิสูจน์ได้ว่าไม่ใช่ Context Free โดยการปั๊ม lemma สำหรับ Context Free ภาษาที่คล้ายกับภาษาสำหรับนิพจน์ทั่วไป

ภาษาอาจไม่สามารถระบุได้ซึ่งหมายความว่าแม้แต่เครื่องทัวริง (อาจตั้งโปรแกรมให้คอมพิวเตอร์ของคุณทำงานได้) ก็ไม่สามารถตั้งโปรแกรมเพื่อตัดสินใจว่าควรยอมรับสตริงเป็นภาษาหรือปฏิเสธ

ฉันคิดว่าส่วนที่คุณสนใจมากที่สุดคือ Finite State Machines (ทั้งกำหนดและกำหนด) เพื่อดูว่าภาษาใดที่นิพจน์ทั่วไปสามารถตัดสินใจได้และคำขยายการปั๊มเพื่อพิสูจน์ว่าภาษาใดไม่ปกติ

โดยทั่วไปภาษาจะไม่ปกติหากต้องการหน่วยความจำหรือความสามารถในการนับ ภาษาของวงเล็บที่ตรงกันจะไม่ปกติเช่นเครื่องต้องจำไว้ว่าเปิดวงเล็บไว้หรือไม่เพื่อให้ทราบว่าต้องปิดหรือไม่

ภาษาของสตริงทั้งหมดที่ใช้ตัวอักษร a และ b ที่มี b อย่างน้อยสามตัวเป็นภาษาปกติ: ba ba ba

ภาษาของสตริงทั้งหมดที่ใช้ตัวอักษร a และ b ที่มี b มากกว่า a ไม่ใช่ภาษาปกติ

นอกจากนี้คุณไม่ควรให้ภาษา จำกัด ทั้งหมดเป็นภาษาปกติตัวอย่างเช่น:

ภาษาของสตริงทั้งหมดที่มีความยาวน้อยกว่า 50 อักขระโดยใช้ตัวอักษร a และ b ที่มี b มากกว่า a เป็นปกติเนื่องจากเป็นภาษาที่ จำกัด เรารู้ว่าสามารถอธิบายได้ว่าเป็น (b | abb | bab | bba | aabbb | ababb | .. ) ฯลฯ จนกว่าจะมีการระบุชุดค่าผสมที่เป็นไปได้ทั้งหมด