Visibly Recursive Automata
Université de Mons（蒙斯大学）；Universiteit Antwerpen（安特卫普大学）；Nantes Université, École Centrale Nantes, CNRS, LS2N（南特大学、中央理工学院、法国国家科学研究中心、LS2N）
本文提出可见递归自动机(VRAs)，作为可见推导自动机的替代方案，研究其语言理论运算和决策问题的复杂性，并引入codeterminism概念以增强算法性质。
2026-05-11 cs.CC cs.FL
Bounded-oscillation Pushdown Automata
我们提出了一个欠近似上下文无关的语言过滤出运行的底层下推自动机取决于堆栈高度如何随着时间的推移而演变。特别是，我们为每个运行分配一个数字，量化堆栈沿运行的振荡行为。我们研究的语言接受下推自动机限制k-振荡运行。我们将下推自动机上的振荡与上下文无关文法上的对应限制联系起来。我们还提供了一种方法来过滤所有的，但从一个给定的PDA的k振荡运行通过注释堆栈符号的振荡信息。最后，我们研究了所定义的语言类的闭包性质和k-空问题的复杂性，给定一个下推自动机P和k>= 0，P是否有k-振荡游程。我们表明，当k不是输入的一部分，k-空性问题是NLOGSPACE-完全的。
2016-09-14 cs.CC cs.FL
Synchronization of Deterministic Visibly Push-Down Automata
我们将有限自动机的同步字的概念推广到确定性的下推自动机，它将自动机的所有状态映射到同一个状态。这里，同步字w不仅将所有状态映射到相同的状态，而且在读取w之后满足关于每个运行的栈内容的某些条件。我们考虑三种类型的栈约束：在读取w后，栈（1）在每次运行中为空，（2）在每次运行中包含相同的栈符号序列，或（3）包含独立于其他运行的任意序列。我们证明了，与一般的确定性下推自动机相比，对于确定性可见下推自动机，是否存在具有这些堆栈约束的同步字是可判定的，即，问题出在EXPTIME上。在约束条件（1）下，该问题甚至在P中。对于确定性非常明显的下推自动机的子类，该问题对于所有三种类型的约束都在P中。我们进一步研究了同步问题的变体，其中由同步字引起的堆栈高度行为的匝数受到限制，以及同步顺序换能器的变体的问题，该变体显示出一些明显的行为，由一个字来描述状态并在所有运行中产生相同的输出。
2020-07-17 cs.CC cs.FL
Parameterizations of Logarithmic-Space Reductions, Stack-State Complexity of Nonuniform Families of Pushdown Automata, and a Road to the LOGCFL$\subseteq$LOGDCFL/poly Question
复杂度类LOGCFL（分别为，LOGDCFL）由所有可以多对一还原为上下文无关的语言组成（分别是，确定性上下文无关）语言。这些复杂性类已经在并行计算方面研究了五十多年，因为它们位于Nick的类$\mathrm{NC}^1$和$\mathrm{NC}^2$之间。相比之下，非均匀有限自动机族的状态复杂性在20世纪70年代首次讨论，最近在各种有限自动机族中得到了广泛的研究。我们将这个旧主题扩展到堆栈状态复杂性（即，内部状态的总数加上同时可推堆栈符号序列）的各种下推自动机的非均匀族。我们引入合理的“参数化”的LOGCFL和LOGDCFL和应用它们作为一个技术工具，建立一个密切的联系之间的LOGCFL $\subseteq$ LOGDCFL/聚问题和多项式的非一致族的双向下推自动机的堆栈状态复杂性。我们还讨论了多项式大小的单向下推自动机的精确计算复杂性。
2021-08-29 cs.CC cs.FL
Quantum Pushdown Automata with a Garbage Tape
人们提出了几种量子下推自动机模型，并对它们的计算能力进行了深入的研究。然而，对于一些量子下推自动机模型，量子模型是否至少与经典模型一样强大还不清楚。这是由于可逆性限制。在本文中，我们引入了一个新的量子下推自动机模型，它具有一个垃圾带。该模型利用垃圾带存储弹出符号，克服了可逆性限制。我们表明，该模型可以模拟任何量子下推自动机与经典堆栈以及任何概率下推自动机。我们还表明，我们的模型可以解决一定的承诺问题，而确定性下推自动机不能。这些结果表明，我们的模型是严格更强大的设置中的精确，单侧误差和非确定性计算比经典的同行。
2014-10-02 cs.CC cs.FL quant-ph
Pushdown dimension
本文发展了下推维理论，并探讨了它与有限状态维的关系。对于所有序列，下推维数由有限状态维数平凡地限制，因为下推赌徒可以模拟任何有限状态赌徒。我们证明了对于任意有理数0 < d < 1，存在一个有限状态维数为d的序列，其下推维数至多为d/2。这建立了一个定量的模拟众所周知的事实，即下推自动机决定严格更多的语言比有限自动机。
2005-05-27 cs.CC cs.IT math.IT
Structural Complexity of Multi-Valued Partial Functions Computed by Nondeterministic Pushdown Automata
本文继续对CFL函数的结构性质进行了系统和全面的研究，CFL函数通常是由配备只写输出带（或下推转换器）的单向单头非确定下推自动机计算的多值部分函数，其中CFL指与上下文无关语言的相关性。CFL函数的行为往往与其相应的上下文无关语言完全不同。我们广泛地讨论了包含，分离，并通过应用布尔运算，功能组合，多-一相对化，图灵相对化从CFL功能得到的各种类别的功能之间的细化。特别是，图灵相对化有助于构建CFL函数类的层次结构。我们还分析了优化函数的计算复杂性，即寻找CFL函数的最优值，并讨论了它们与相关语言的关系。
2015-08-24 cs.CC cs.FL
Unary Pushdown Automata and Straight-Line Programs
我们考虑一元字母表上的确定性下推自动机（简称udpda）的决策问题。Udpda是一种简单的计算模型，它完全接受一元正则语言，但比有限状态自动机更简洁。我们完成了udpda的复杂性景观表明，空性（从而普遍性）是P-硬，等价和压缩的成员资格问题是P-完全的，包含是coNP-完全的。我们的上限是基于一个翻译定理之间的udpda和直线程序的二进制字母表（SLP）。我们发现，任何udpda的特征序列可以表示为一对SLP-一个前缀，一个套索-具有线性的大小的udpda的大小，可以在多项式时间计算。因此，udpda上的决策问题被简化为SLP上的决策问题。相反，任何SLP都可以在对数空间中转换为udpda，这构成了我们的下界证明的基础。我们展示了SLP的有序匹配问题的CoNP-硬度，从中我们推导出包含的CoNP-硬度。此外，我们完成了一元不确定下推自动机的复杂性景观显示的普遍性问题是$Π_2 \mathrm P$硬，使用一类新的整数表达式。我们的技术有超越udpda的应用。我们表明，我们的研究结果意味着$Π_2 \mathrm P$ -完整的Presburger算法和压缩匹配问题与一个字符的通配符的coNP下界的自然片段。
2014-03-03 cs.CC cs.FL
Recognizers for Graph-Encoding Languages
Tampere University（坦佩雷大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）
本文提出循环事件自动机（RIAs）这一新自动机模型，通过分解双栈可见下推计算来识别图编码语言，并证明非确定性RIA语言对并、交、连接、Kleene星和反转封闭，确定性RIA对布尔运算封闭但空性不可判定。
2026-10-06 cs.CC cs.DM cs.FL
Bounded Pushdown dimension vs Lempel Ziv information density
在本文中，我们介绍了一个变种的下推维数称为有界下推（BPD）维，它测量的密度包含在一个序列中的信息，相对于一个BPD自动机，即一个有限的状态机配备了一个额外的无限内存堆栈，与额外的要求，每个输入符号只允许有限数量的堆栈运动。BPD自动机是下推自动机的一种自然的实时限制。我们证明了BPD维数是一个强大的概念，通过给出一个等价的BPD维数的BPD压缩机的特征。然后，我们研究BPD压缩之间的关系，和标准的Lempel-Ziv（LZ）压缩算法，并表明，在有限状态压缩机的情况下，LZ是不是普遍的有界下推压缩机在很强的意义上：我们构建一个序列，LZ未能压缩显着，但至少由一个因子2压缩的BPD压缩机。作为推论，我们得到了一个强分离的有限状态和BPD维数。
2007-04-18 cs.CC cs.IT math.IT
The No Endmarker Theorem for One-Way Probabilistic Pushdown Automata
Faculty of Engineering, University of Fukui（福井大学工学部）
本文证明单向概率下推自动机中的结束标记总是可以移除，通过概率变换以双指数栈状态复杂度为代价构造等价的无结束标记机器，且不损害错误概率，并统一涵盖确定性与非确定性模型。
2026-10-15 cs.CC cs.FL
New Results on the Minimum Amount of Useful Space
我们提出了几个新的结果，最小的空间要求，以识别非正规语言：（i）实时非确定图灵机可以在弱$\log\log n$空间内识别非正则一元语言，（ii）$\log\log n$是弱实时下推自动机上接受一般非正则语言的紧空间下界，（iii）在弱$\log n$空间中存在被实时交替单计数器自动机接受的一元非正则语言，（iv）在强$\log\log n$空间中，存在双向确定下推自动机可接受的非正则语言;（v）在具有中间$\log n$空间和有界误差的量子态和经典态下，存在双向单计数器自动机可接受的一元非正则语言.
2015-08-04 cs.CC cs.FL quant-ph
Oracle Pushdown Automata, Nondeterministic Reducibilities, and the CFL Hierarchy over the Family of Context-Free Languages
为了扩展上下文无关语言的基本理论，我们在不确定的单向下推自动机中加入了额外的预言机机制，从而自然地在形式语言中引入了各种不确定的可约性。作为NP-约简的一个自然限制，我们引入了多-一CFL约简的概念，并为进一步的论述制定了一个连贯的框架。两个更强大的约简-有界真值表和图灵CFL-约简-也进行了比较讨论。特别是图灵CFL-约简，帮助我们引入了一个精致的层次结构，称为CFL层次结构，建立在上下文无关语言的CFL家族之上。对于这个层次结构的每一个层次，其基本的结构性质证明和三个可供选择的特征。NC（2）中不包括第二水平，除非NP= NC（2）。层次结构的第一级和第二级是不同的。层次结构的其余部分（更强烈地说，在层次结构的每一层上建立的布尔层次结构）也是无限的，除非NP上的多项式层次结构崩溃。这是根据使用对数空间多-一归约的CFL层次结构的第k+1级上的布尔层次结构的多项式层次结构的第k级上的布尔层次结构的表征得出的。类似地，复杂度类Theta（k）与在对数空间真值表归约下CFL层级的第k层的闭合有关。我们还认为，CFL的层次结构与CFL的层次结构相吻合的应用程序的许多一个CFL减少。我们表明，BPCFL-有界错误概率版本的CFL-不包括在CFL中，即使在存在的意见。采用一个已知的电路下界和开关引理，我们表现出一个相对化的世界，BPCFL是不是位于CFL层次的第二层。
2015-05-23 cs.CC cs.FL
Exact Affine Counter Automata
本文介绍了逆自动机的仿射推广，并分析了它们与仿射有限自动机的能力。我们的贡献如下。我们表明，有一种语言，可以识别精确的实时仿射计数器自动机，但既不是1路确定性下推自动机，也不是实时确定性k-计数器自动机。我们还证明了一个承诺问题，这是被证明不能解决的双向量子有限自动机在多项式时间，可以解决拉斯维加斯仿射有限自动机。最后，我们展示了如何计数器有助于仿射有限自动机，通过展示语言MANYTUNK，这是被证明不能识别的仿射，量子或经典有限状态模型在多项式时间，可以识别仿射计数器自动机与单侧有界误差在实时。
2017-08-22 cs.CC cs.FL quant-ph
One-Tape Turing Machine Variants and Language Recognition
我们提出了两个限制版本的单磁带图灵机。这两种语言都是上下文无关语言的特征。在第一个版本中，由Hibbard在1967年提出，称为有限自动机，每个磁带单元只能在第一次$d$访问中重写，对于固定常数$d\geq 2$。此外，对于$d=2$，确定性有限自动机等价于确定性下推自动机，即它们刻画了确定性上下文无关语言。进一步限制可能的操作，我们考虑强限制自动机。这些模型仍然是上下文无关语言的特征。然而，有限自动机的确定性版本不如确定性版本强大。事实上，存在不被任何确定性强限制自动机接受的确定性上下文无关语言。
2015-07-30 cs.CC cs.FL
One-Way Topological Automata and the Tantalizing Effects of Their Topological Features
通过引入一个新的，但一般的，方便的模型，在其中，作为每个输入符号被读取，一个内部系统的自动机，称为配置，继续在拓扑空间中通过应用连续转移算子一个接一个地演变，我们投新的光在现有的模型的单向确定性拓扑自动机。给定输入的接受和拒绝是通过在输入被完全处理后观察内部系统来确定的。这种自动机自然地推广了各种类型的单向有限自动机，包括确定性自动机、概率自动机、量子自动机和下推自动机。我们研究的优势和弱点，这种新的自动机模型的权力时，识别形式语言。通过分析拓扑自动机的各种拓扑特征在不同拓扑空间和连续映射（分别作为配置空间和转移算子）作用下的行为，研究了拓扑自动机的各种拓扑特征所产生的诱人效果.最后，提出了拓扑自动机拓扑特征研究的目标和方向。
2020-08-17 cs.CC cs.FL
Transductions Computed by One-Dimensional Cellular Automata
元胞自动机的研究方向是它们计算转换的能力，即把输入转换成输出。所计算的转导的家庭被分类关于允许处理输入和计算输出的时间。由于对快速转换的兴趣特别浓厚，我们主要关注实时的和线性时间的时间复杂度。我们首先研究元胞自动机换能器的计算能力，通过比较它们的迭代阵列换能器，也就是说，我们比较并行输入/输出模式的顺序输入/输出模式的大规模并行机。通过直接模拟，证明了并行模式并不比顺序模式弱。此外，关于某些时间复杂度，元胞自动机换能器甚至比迭代阵列更强大。在本文的第二部分中，该模型的问题进行了比较的顺序设备单值有限状态传感器和确定性下推传感器。事实证明，这两种模型可以模拟元胞自动机换能器比迭代阵列换能器更快。
2012-08-14 cs.CC cs.DM cs.FL
