390
правок
Изменения
Добавил см. также
|proof=
[[Файл:Автомат и правые контексты 1.png|315px|thumb|right|Автомат на правых контекстах. Легенда: <font color=orchit>начальное</font> / <font color=orange>промежуточное</font> / <font color=red>дьявольское</font> / <font color=yelloworange>терминальное</font> состояния; <font color=grey>контекст</font>]]
<tex>\Leftarrow</tex>quad<br/>
:Пусть множество правых контекстов языка конечно. Построим распознающий его автомат. Состояния автомата будут соответствовать различным правым контекстам. Таким образом, каждая вершина автомата соответствует множеству допустимых «продолжений» считанного на данный момент слова. Переход по некоторому символу из одного состояния в другое осуществляется, если контекст, соответствующий первому состоянию, содержит все элементы, которые получаются приписыванием этого символа в начало элементам контекста, соответствующего второму. Вершина, соответствующая контексту пустого слова, является стартовой <tex>\left( C_L^R(\varepsilon) = L \right)</tex>. Вершины, контексты которых содержат <tex>\varepsilon</tex>, должны быть допускающими.
:: <tex>j) C_L^R(111) = \{ \varepsilon \} </tex> <br><br />
:: <tex>k) C_L^R(X) = \varnothing </tex>, где <tex> X </tex> {{---}} множество остальных аргументов. <br><br />
: Начальное состояние {{---}} <tex>a</tex> . Допускающие состояния: <tex>d, g, j</tex> (в них <tex> \varepsilon \in C_L^R(...\ldots) </tex>). Состояние <tex>k</tex> {{---}} [[Детерминированные_конечные_автоматы#допускает|дьявольское]]. Всего 8 состояний (именно столько имеется различных контекстов).
:[[Файл:Автомат и правые контексты 3.png|350px|thumb|right|Автомат к языку <tex> 0^*11 </tex>]]
==== Пример 2 ====
{{Определение
|definition=
'''Синтаксическим моноидом''' (англ. ''syntactic monoid'') <tex>M(L)</tex> языка <tex>L</tex> называется множество, состоящее из его классов эквивалентности <tex>[[x]] = \{ y \in \Sigma^* \mid C_L(x) = C_L(y) \}\ </tex>, с введённым на нём операцией конкатенации <tex>\circ</tex>, где <tex>[[x]]\circ[[y]] = [[xy]] \ \ </tex>. Нейтральным элементом в нём является <tex>[[\varepsilon]]</tex>.
}}
{{Определение
Введём следующее отношение эквивалентности на строках:
<br/><tex>x \cong y \Leftrightarrow \forall q \in Q: q \cdot x = q \cdot y</tex>
<br/>Оценим количество классов, на которые отношение <tex>\cong</tex> разбивает язык <tex>L</tex>. Для этого пронумеруем состояния, и каждому слову <tex> \omega</tex> сопоставим вектор <tex> a_{\omega} \in Q^{|Q|} </tex> такой, что <tex> a_{\omega}[i] = q_j \Leftrightarrow q_i \cdot \omega = q_j </tex>. Количество различных таких векторов {{---}} <tex> {|Q|}^{|Q|} </tex><!--- (поскольку <tex> \forall i = 1..\ldots |Q| :\ a[i] = 1..\ldots |Q| </tex>) --->. В то же время неэквивалентным словам соответствуют разные <tex> a </tex>, тогда количество классов эквивалентности также ограничено <tex> {|Q|}^{|Q|} </tex>.
Остаётся показать, что существует взаимно-однозначное соответствие между нашими классами эквивалентности и синтаксическими моноидами. Смотрим:
<br><tex> x \cong y </tex>
<br><tex> \Leftrightarrow </tex>
<br><tex> s \cdot (uxv) = ((s \cdot u) \cdot x) \cdot v = ((s \cdot u) \cdot y) \cdot v = s \cdot (uyv) \ </tex> (пусть <tex> s \cdot u </tex> равно <tex> = q </tex> из определения <tex> \cong </tex>, тогда <tex> (s \cdot u) \cdot x = q \cdot x = q' = q \cdot y = (s \cdot u) \cdot y \ </tex>)
<br><tex> \Leftrightarrow </tex>
<br><tex> s \cdot (uxv) \in T \Leftrightarrow s \cdot (uyv) \in T </tex>
<br/>
:Пусть <tex>[[x]] = [[y]]\ </tex> и <tex>q \in Q</tex>. Тогда <tex>q = s \cdot u</tex> для некоторого слова <tex>u</tex>. Пусть <tex>q_1 = f_x(q) = s \cdot ux</tex> и <tex>q_2 = f_y(q) = s \cdot uy</tex>. Поскольку <tex>[[x]] = [[y]]</tex>, справедливо <tex>uxv \in L \quad \Leftrightarrow \quad uyv \in L</tex>. Следовательно, <tex>q_1 \cdot v \in T \Leftrightarrow q_2 \cdot v \in T</tex>, то есть <tex>q_1</tex> и <tex>q_2</tex> эквивалентны. Значит, <tex>q_1 = q_2</tex>, так как автомат <tex>\mathcal{A}</tex> минимален. То есть, <tex>f_x = f_y</tex>.
}}
Рассмотрим язык <tex>L = \{\omega \mid |\omega| \bmod 2 = 0 \}</tex>.
<tex>\{\langle u, v \rangle \mid uxv \in L\}</tex> {{---}} это множество всех пар <tex>\langle u,v \rangle</tex>, таких что <tex>|u| + |v| = |x|</tex> <tex>\ (\mathrm{mod</tex> <tex>} \ 2)</tex>.
Значит, <tex>M(L)</tex> состоит из двух элементов: множества слов чётной длины и множества слов нечётной длины. Нейтральным элементом в данном моноиде является множество слов чётной длины.
Язык <tex>L</tex> над алфавитом <tex>\Sigma = \{0,1\}</tex> задан регулярным выражением <tex>1(0|1)^*</tex>. Его синтаксический моноид <tex>M(L)</tex> содержит три элемента:
:<tex>a)</tex> <tex>[[\varepsilon]]\ </tex> {{---}} нейтральный элемент. Включает в себя только пустую строку.
:<tex>b)</tex> <tex>[[0]]\ </tex> содержит все строки, распознаваемые регулярным выражением <tex>0(0|1)^*</tex>. <tex>\forall x \in [[0]]: C_L(x) = \{\langle u, v \rangle \mid u \in L, v \in \Sigma^* \}</tex>.
:<tex>c)</tex> <tex>[[1]]\ </tex> содержит все строки, принадлежащие языку, то есть, распознаваемые регулярным выражением <tex>1(0|1)^*</tex>. <tex>\forall x \in [[1]]: C_L(x) = C_L(\varepsilon) \cup \{\langle \varepsilon, v \rangle \mid v \in \Sigma^* \}</tex>.
Заметим, что <tex>[[0]]\ </tex> и <tex>[[1]]\ </tex> не имеют обратных элементов в данном моноиде, так как нейтральный элемент содержит только пустую строку, а её невозможно получить из непустой с помощью конкатенации. Следовательно <tex>L</tex> не является групповым языком.
====Язык из последовательных N нулей и N единиц====
Значит, синтаксический моноид <tex>M(L)</tex> имеет бесконечное количество элементов, что значит, что данный язык не является регулярным.
== См. также ==
* [[Анализ свойств регулярных языков (пустота, совпадение, включение, конечность, подсчёт числа слов)|Анализ свойств регулярных языков]]
* [[Доказательство нерегулярности языков: лемма о разрастании]]
== Источники информации ==
