この有限言語を記述する多項式サイズのCFGはありますか?


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順列が存在行うと多項式サイズ(中| W | = Nの有限言語記述文脈自由文法){ W π 1(Wを)π 2(ワット)}アルファベット上{ 0 、1 }?π1,π2|w|=n{wπ1(w)π2(w)}{0,1}

更新:1つの順列に対して可能です。πは、反転または反転の比較的小さな変更です。ππ


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math.stackexchangeについても尋ねた。彼があることを意味する:順列の順序はありように言語L N = { W π 1(W )π 2(W ):W ∈ { 0 、1 } のn }多項式サイズのCFGがありますか?π1n,π2n∈SnLn={wπ1(w)π2(w):w∈{0,1}n}
— Yuval Filmus、2011


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我々はのためのCFGがある場合は知っています?L=⋃nLn
— カヴェ

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@カベ:パーマのシーケンスについては、答えはノーです。あなたの言語が文脈自由であったなら、それはポンピング長さpを持っています。CFGのポンピングレンマをw = 0 p 1 pに関連付けられたLの文字列に適用します。CFGのポンピングレンマは、OQが正の回答を持っている場合、L nのCFGが少なくともΩ (n / log n )変数を使用する必要があることを示します。ポンピングの長さよりも3 n短い必要があるためです。 、L nの CFGは、長さ> 3の文字列を受け入れないようにします。Lpw=0p1pLnΩ(n/log⁡n)3nLn。これを使用してOQへの肯定的な回答を除外する方法はまだわかりませんが、可能かもしれません。>3n
— Joshua Grochow、2011

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@Kaveh:(また、パーマのシーケンスを任意に選択できる場合、言語は計算可能である必要さえありません... OQは本質的に不均一であるようです。)L
— Joshua Grochow

回答:


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チョムスキー標準形

唯一のプロダクションがおよびA → B Cの形式である場合、CFGはCNF(Chomsky正規形)です。文法は、二次ブローアップのみでCNFにもたらすことができます。A→aA→BC

文法について CNFで、私たちは素敵なサブワード補題があります場合はGは単語を生成wが、その後、それぞれのℓ ≤ wは、そこにあるAサブワードXのワット長さのℓ / 2 ≤ | x | < GこれはGの非終端によって生成されます。証明:(バイナリ)構文ツリーを下降し、常により長いサブワードを生成する子に行きます。少なくともℓのサイズのサブワードから始めた場合、ℓ / 2を下回ることはできません。GGwℓ≤wxwℓ/2≤|x|<ℓGℓℓ/2

解決

一般性を失うことなく、我々はのための文法と仮定することができる(特定のこのような言語π 1、π 2 ∈ S nは)チョムスキー標準形です。言語L Nワードから成り、W (X )= X π 1(X )π 2(X )のすべてのためのx ∈ { 0 、1 } N。Lnπ1,π2∈SnLnw(x)=xπ1(x)π2(x)x∈{0,1}n

w(x)s(x)

n2≤|s(x)|<n
A(x)p(x)

p(x)=p(y)A(x)=A(y)|s(x)|<ns(x)xπ2(x)w(x)xw(x)xαs(x)βA(x)s(x)s(x)=s(y)

s(y)π1(y)π2(y)n/4n/4y23n/4y∈{0,1}np(x)=p(y)A(x)=A(y)3np(y)

2n/43n

π1,π2∈S{0,1}nnn/4πi(y)23n/4y

その他の例

N0N≥1

この証明方法についての参考資料をいただければ幸いです。


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ユヴァル、ソリューションもここにコピーしてください。
— カヴェ

ユヴァルありがとう。あなたの方法が正しくて小説であれば、有限または無限の言語のポリサイズCFGで肯定的または否定的な結果をもたらすより一般的なケースを調査する記事を読んで喜んでいます。
— jerr18

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この記事は、cs.toronto.edu /〜yuvalf / cfg.pdfです。
— Yuval Filmus、2011

N≥1Σ|Σ|

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関連する質問cstheory.stackexchange.com/q/5014を参照してください。ここで、Yuvalは公開されたリファレンスを使用して回答を投稿しました。
— アンドラス・サラモン
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