決定論的有限オートマトンのカウント


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DFAのカウントに関して質問があります。

与えられた Σ = {0, 1}入力文字列、状態を設定してQ = {1...n}、どのように私が構築できるのDFAの総数を見つけるだろうか?

これは組み合わせの問題だと思いますが、何を掛ければよいのかよくわかりません。

ありがとう。


あなたが「構築することができた」とはどういう意味か完全にわかりません 1つのDFAに状態1があり、別のDFAには状態1と2があり、別のDFAには状態1、2、3があるなどですか?その場合、1からnの状態のすべての可能なサブセットを調べる必要があります。これには特別な名前がありますが、わかります。

:言語によっても異なります!したがって、考えられるすべての決定論的な遷移図は、言語のDFAを必要としない場合があります。したがって、組み合わせ問題だけではありません。
Grijesh Chauhan 2013

答えるつもりでしたが、トリッキーです。ここに私が得たものがあります:DFAは、状態のセット、状態から状態へのエッジのセット、および初期状態によって定義されます。つまり、これは有向グラフです。バイナリDFAには、各状態からちょうど2つのエッジがあります。各状態は初期状態から到達可能である必要があります。これは、「接続されている」よりも強い要件ですが、「強く接続されている」よりも弱い要件です。

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状態番号は観察可能な出力であるはずですか?トポロジが同じで番号が異なる状態の2つのDFAは同じだと思います。しかし、それは質問から明らかではありません。それは観察できません、これは出版に値する本当に難しい質問です。

この問題はここでは数学的に/厳密に表現されていませんが、注意深く/厳密な再構成はおそらく「深い」ものです。グラフの同型に似ているようです。自然/明白な一般化はNFAにも当てはまります。JEPの回答と同様に、これは経験的/モンテカルロタイプ推定アプローチにも容易に対応できます。
vzn 2013年

回答:



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基本的には、可能な各開始状態から可能な各受け入れ状態のセットへの可能なすべての遷移の積です。この例では、n ^(2n)遷移の可能性があります。合計n個の状態があり、それぞれにエッジごとにn個の可能な遷移(入力シンボル)があり、n ^(2n)を与えます。n個の可能な開始状態があり、2 ^ n個の受け入れ状態(可能な状態のべき集合)です。これら3つすべての積により、n ^(2n)* n * 2 ^(n)が得られます。


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DFAの状態のラベル付けを強制する場合、あなたの答えは正しいかもしれません。ラベル付け(DFAの定義方法)がないと、これは正しくありません。カウントしすぎているので、開始状態を考慮する必要があります。シンボルの遷移が他の状態に移行する2つの状態のDFAについて考えます。2つの受け入れ状態のケースを検討してください(常に受け入れます)。2つの状態があるため、2つの可能な開始状態があります。ただし、これら2つのマシンはまったく同じです(お互いのミラーイメージ)。州にラベルを付けると、これらは技術的に異なります。ただし、これらのDFAは同じです。
mdxn 2013年

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TL; DR:n2nnm

ここで、およびです。|Q| = |Σ| = メートル

DFA 5タプルの各要素を調べて、それぞれが固有のDFAを生成するさまざまな組み合わせを理解します。5タプルは(、、、F)で構成されますQΣδs

s

任意の1要素を開始状態にすることができます。したがって、を選択する =方法があります。Q|Q|s

F:

Qの要素はいくつでも状態を受け入れることができるため、QのすべてのサブセットはFの有効な選択肢です。カーディナリティnのセットの可能なサブセットの数は2です。これを言うための別の方法はのカーディナリティある "電力設定 2ですQsPQ

δ

δはfとして定義されます: xつまり、関数のドメインは x、その範囲はです。ドメインのカーディナリティはで、ここでおよびであり、範囲のカーディナリティはです。したがって、を選択する通りの方法があります。QΣQδQΣQメートル|Q| = |Σ| = メートル|Q| = メートルδ

Qとが与えられます。それらを選択する方法はだけです。Σ1

したがって、およびであるDFAの5つの要素から選択する方法の総数は、|Q| = |Σ| = メートル

2メートル

5年遅れたほうがいいですよね?


あなたは技術的に正しいですが、OPが意味したのは、DFAの数ではなく、そのようなDFAの異なる言語の数だったと思います(しかし、私は間違っている可能性があります)。
ライアン

質問には、「構築可能なDFAの総数をどのようにして見つけるのですか?」と明記されています。
JJスカイ
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