Неукорачивающие и контекстно-зависимые грамматики, эквивалентность — различия между версиями

Материал из Викиконспекты
Перейти к: навигация, поиск
Строка 3: Строка 3:
 
|proof=
 
|proof=
  
−
Рассмотрим правило из <tex>\Gamma_1 = \langle \Sigma, N_1, S \in N_1, P \in N_1^{*}\times (\Sigma\cup N_1)^{*}\rangle</tex>. Будем строить правила для контекстно-зависимой грамматики  <tex>\Gamma_2</tex>. Каждое правило <tex>X_1 X_2 \ldots X_n \to Y_1 Y_2 \ldots Y_m</tex>, где <tex>m \ge n</tex>, из <tex> \Gamma_1</tex> заменим набором следующих правил:
+
Рассмотрим правило из <tex>\Gamma_1 = \langle \Sigma, N_1, S \in N_1, P \in N_1^{*}\times (\Sigma\cup N_1)^{*}\rangle</tex>. Будем строить правила для контекстно-зависимой грамматики  <tex>\Gamma_2</tex>. Каждое правило <tex>X_1 X_2 \ldots X_n \to Y_1 Y_2 \ldots Y_m</tex>, где <tex>m \geqslant n</tex>, из <tex> \Gamma_1</tex> заменим набором следующих правил:
  
 
<tex>
 
<tex>
Строка 32: Строка 32:
 
|id= ==lemma==
 
|id= ==lemma==
 
|statement=Любая контекстно-зависимая грамматика является неукорачивающей.
 
|statement=Любая контекстно-зависимая грамматика является неукорачивающей.
−
|proof= Заметим, что в [[Иерархия Хомского формальных грамматик#Класс 1|определении контекстно-зависимой грамматики]] <tex>\gamma</tex> не пуста, поэтому <tex>|\alpha A \beta| \le |\alpha \gamma \beta|</tex>. Следовательно, такая грамматика является неукорачивающей по [[Иерархия Хомского формальных грамматик#Класс 1|определению]].
+
|proof= Заметим, что в [[Иерархия Хомского формальных грамматик#Класс 1|определении контекстно-зависимой грамматики]] <tex>\gamma</tex> не пуста, поэтому <tex>|\alpha A \beta| \leqslant |\alpha \gamma \beta|</tex>. Следовательно, такая грамматика является неукорачивающей по [[Иерархия Хомского формальных грамматик#Класс 1|определению]].
 
}}
 
}}
  

Версия 00:18, 14 января 2016

Теорема:
Для любой неукорачивающей грамматики [math]\Gamma_1[/math] существует эквивалентная контекстно-зависимая грамматика [math]\Gamma_2[/math].
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]

Рассмотрим правило из [math]\Gamma_1 = \langle \Sigma, N_1, S \in N_1, P \in N_1^{*}\times (\Sigma\cup N_1)^{*}\rangle[/math]. Будем строить правила для контекстно-зависимой грамматики [math]\Gamma_2[/math]. Каждое правило [math]X_1 X_2 \ldots X_n \to Y_1 Y_2 \ldots Y_m[/math], где [math]m \geqslant n[/math], из [math] \Gamma_1[/math] заменим набором следующих правил:

[math] \begin{tabular}{rcl} $X_1 X_2 X_3 \ldots X_n$ & $\to$&$ Z_1 X_2 X_3 \ldots X_n,$\\ $Z_1 X_2 X_3 \ldots X_n$ & $\to$& $Z_1 Z_2 X_3 \ldots X_n,$\\ $Z_1 Z_2 X_3 \ldots X_n$ & $\to$& $Z_1 Z_2 Z_3 \ldots X_n,$\\ &$\ldots$&\\ $Z_1 Z_2 \ldots Z_{n-1} X_n$ &$\to$& $Z_1 Z_2 \ldots Z_{n-1} Z_n,$\\ $Z_1 Z_2 Z_3 \ldots Z_n$ &$\to$& $Y_1 Z_2 Z_3 \ldots Z_n,$\\ $Y_1 Z_2 Z_3 \ldots Z_n$ &$\to$& $Y_1 Y_2 Z_3 \ldots Z_n,$\\ $Y_1 Y_2 Z_3 \ldots Z_n$ &$\to$& $Y_1 Y_2 Y_3 \ldots Z_n,$\\ &$\ldots$&\\ $Y_1 Y_2 Y_3 \ldots Y_{n-1} Z_n$&$\to$& $Y_1 Y_2 Y_3 \ldots Y_{n-1} Y_n \ldots Y_m.$\\ \end{tabular} [/math]

Причём нетерминалы [math]Z_{*}[/math] свои для каждого правила из [math]\Gamma_1[/math] и [math]Z_{*} \notin N_1[/math].

В словах языка, задаваемого грамматикой, не может быть нетерминалов, поэтому если в процессе вывода будет применено правило [math]X_1 X_2 \ldots X_n \to Z_1 X_2 \ldots X_n[/math], то впоследствии должны быть применены все остальные правила. В противном случае нетерминалы [math]Z_1[/math] или [math]Z_n[/math] будут присутствовать в выведенном слове.

Правила вида [math]$K$ \to \varepsilon[/math], где [math]$K$ \in N_1[/math] оставляем без изменений.

По определению в [math]\Gamma_1[/math] нет правил другого вида. Получившаяся грамматика [math]\Gamma_2[/math] является эквивалентной грамматике [math]\Gamma_1[/math], так в результате применения набора правил строка [math]X_1 X_2 \ldots X_n[/math] перейдёт в строку [math]Y_1 Y_2 \ldots Y_m[/math]. Осталось заметить, что по определению получившаяся грамматика [math]\Gamma_2[/math] является контекстно-зависимой.
[math]\triangleleft[/math]
Лемма:
Любая контекстно-зависимая грамматика является неукорачивающей.
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]
Заметим, что в определении контекстно-зависимой грамматики [math]\gamma[/math] не пуста, поэтому [math]|\alpha A \beta| \leqslant |\alpha \gamma \beta|[/math]. Следовательно, такая грамматика является неукорачивающей по определению.
[math]\triangleleft[/math]

Таким образом, для любой неукорачивающей грамматики можно построить эквивалентную ей контекстно-зависимую, а любая контекстно-зависимая грамматика является неукорачивающей. Значит, эти грамматики задают один и тот же класс языков.

См. также

Иерархия Хомского формальных грамматик
Формальные грамматики

Источники информации

Источник — «http://neerc.ifmo.ru/wiki/index.php?title=Неукорачивающие_и_контекстно-зависимые_грамматики,_эквивалентность&oldid=51109»