Converting Nondeterministic Two-Way Automata into Small Deterministic Linear-Time Machines
1978年，Sakoda和Sipser提出了一个问题，即把双向和单向的非确定自动机转换成等价的双向确定自动机的代价，即表示的大小。尽管做了所有的尝试，这个问题只在特定的情况下得到了回答（例如，模拟自动机类或模拟自动机类的限制）。然而，这个问题在一般情况下仍然是开放的，最著名的上限是指数。我们提出了一种新的方法，其中不受限制的非确定性有限自动机的模拟确定性模型扩展双向确定性有限自动机，支付多项式的大小增加。事实上，我们研究的成本转换的非确定性有限自动机到一些变种的单磁带确定性图灵机工作在线性时间，即亨尼机，减重图灵机，减重亨尼机。所有这些变体都具有相同的计算能力：它们是正则语言类的特征。
2021-03-10 cs.FL
Directable Fuzzy and Nondeterministic Automata
我们研究了三个概念的模糊自动机的D1-，D2-和D3-不确定自动机的方向性。因此，模糊自动机的输入字$w$是D1-定向的，如果一个固定的单一状态可由$w$从所有状态到达，D2-定向的，如果完全相同的状态可由$w$从每个状态到达，和D3-定向的，如果有一个状态可由$w$从每个状态到达。我们研究了模糊自动机的各种定向词集，证明了其定向性质是可判定的，并展示了如何从定向非确定自动机理论推导出这样的结果。此外，我们建立了不同类别的有向模糊自动机在形成子自动机、同态像和有限直积类操作下的闭包性质。
2017-09-22 cs.FL
Some Subclasses of Linear Languages based on Nondeterministic Linear Automata
在本文中，我们考虑类的非确定线性自动机作为一个模型的线性语言类。像其他自动机模型一样，自动移动不会增加接受能力。本文的主要贡献是引入了确定性线性自动机和偶线性自动机，即非确定性线性自动机分别对确定性语言类和偶线性语言类的自然限制。特别是，对于“确定性”线性语言的类别，有不同但不等同的建议。我们在这里证明了确定性线性自动机所接受的语言类不包含在这些类中的任何一个中，事实上它们正确地包含这些类。另一个贡献是生成了一个无限层次的形式语言，从确定性线性自动机接受的语言类，并在极限下实现了线性语言类。
2016-11-30 cs.FL
Simplifying Nondeterministic Finite Cover Automata
确定性有限覆盖自动机（DFCA）的概念是在WIA '98上提出的，作为一种比确定性有限自动机（DFA）更紧凑的有限语言表示。在某些表示有限语言的情况下，非确定性有限自动机（NFA）可以显着减少使用的状态数。使用覆盖语言和非确定性的有限语言表示的简洁性的组合力量已经被提出，但从未系统地研究过。在本文中，非确定性有限覆盖自动机（NFCA）和l-非确定性有限覆盖自动机（l-NFCA），我们表明，最小化可以作为最小化NFA正则语言，即使在NFCA使用一元字母的情况下，困难。此外，我们展示了如何调整用于减少或最小化NFA/DFCA/I-DFCA的大小的方法，以简化NFCA/I-NFCA。
2014-05-22 cs.FL
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
Complexity of Unary Exclusive Nondeterministic Finite Automata
本文研究单字母互斥非确定有限自动机（XNFA）的描述复杂度与计算复杂度，明确其与DFA、NFA互模拟的紧状态代价界，并证明相关判定问题的复杂度类。
2024-09-11 cs.CC cs.FL
Convex Language Semantics for Nondeterministic Probabilistic Automata
我们探索语言语义的自动机结合概率和不确定性的行为。我们首先证明了具有非确定性的概率自动机有两种自然语义。对于这两种选择，我们表明，这些自动机是严格的表达比确定性概率自动机，我们证明了检查语言等价性的问题是不可判定的减少从阈值问题。然而，我们提供了一个折扣度量，可以计算到任意高的精度。
2018-05-29 cs.FL cs.LO
Unambiguity and Fewness for Nonuniform Families of Polynomial-Size Nondeterministic Finite Automata
University of Fukui（福井大学）
本文研究非均匀多项式规模非确定性有限自动机族的无歧义性与少数性变体，证明单向变体计算能力不同，且双向时非确定性与无歧义族等价。
2023-11-16 cs.CC cs.CL cs.FL
Residuality and Learning for Nondeterministic Nominal Automata
本文研究哪些数据语言支持主动学习，提出残差名义自动机理论，证明其具有可通过有限观察构建的典范代表，从而支持主动学习，推进非确定性自动机的可学习性理解。
2022-02-02 cs.FL
Converting Nondeterministic Automata and Context-Free Grammars into Parikh Equivalent One-Way and Two-Way Deterministic Automata
从概念复杂性的角度，研究了单向非确定有限自动机和上下文无关文法到Parikh等价的单向和双向确定有限自动机的转换.证明了对于每个具有$n$状态的单向非确定自动机，存在Parikh等价的分别具有$e^{O(\sqrt{n \ln n})}$和$p(n)$状态的单向和双向确定自动机，其中$p(n)$是多项式.此外，这些费用很紧张。相反，如果所有的话接受给定的自动机包含至少两个不同的字母，那么Parikh等价的单向确定性自动机的多项式数量的states.Concerning上下文无关文法，我们证明了，对于每个语法在乔姆斯基范式与h变量存在Parikh等价的单向和双向确定性自动机与$2^{O(h^2)}$和$2^{O(h)}$状态，分别。即使这些界限也很紧。
2012-12-11 cs.FL
Reducing Nondeterministic Tree Automata by Adding Transitions
我们引入饱和的非确定性树自动机，一种技术，包括添加新的过渡到自动机，同时保留其语言。我们实现了我们的算法minotaut -一个模块的树自动机库libvata，通过合并状态和删除多余的过渡，减少自动机的大小-我们展示了如何饱和可以使后续的合并和过渡删除操作更有效。因此，我们得到了一个Ptime算法，减少树自动机的大小甚至比以前更多。此外，我们还探索了minotaut在执行诸如互补等硬操作时如何发挥重要作用，从而既可以获得更小的互补自动机，又可以降低计算时间。然后，我们将展示如何饱和可以进一步扩展这种贡献。我们测试了我们的算法上的一个大的自动机集合的libvata在形状分析中的应用，并在不同类别的随机生成的自动机。
2016-12-15 cs.FL
Nondeterministic automata: equivalence, bisimulations, and uniform relations
在本文中，我们研究了对等的不确定自动机配对的概念，互模拟与最近推出的概念的一致关系。在这种共生关系中，统一关系作为等价关系，将两个可能不同的非确定性自动机的状态联系起来，互模拟确保了这些自动机的过渡，初始和最终状态的兼容性。我们定义了六种类型的互模拟，但由于对偶性，我们讨论其中三种：向前，向后向前和弱向前互模拟。对于这三种类型的互模拟，我们提供了一个程序，决定是否有这种类型的互模拟之间的两个自动机，当它存在时，相同的程序计算最大的。我们还证明了两个自动机之间存在一致的前向互模拟当且仅当这些自动机上的最大前向互模拟等价的因子自动机是同构的。我们证明了一个类似的弱向前互模拟定理，使用的概念，而不是同构的弱向前同构。我们还给出了解释所考虑的互模拟类型之间的关系的例子。
2011-02-26 cs.FL
Reduction of Nondeterministic Tree Automata
我们提出了一个有效的算法，以减少非确定性树自动机的大小，同时保留他们的语言。它是基于新的过渡修剪技术，和状态空间w.r.t.合适的等价物。它使用基于树上的向下和向上模拟前序的组合以及更一般的向下和向上语言包含的标准。由于树语言包含是EXPTIME完全的，我们描述的方法来计算良好的近似在多项式时间。我们实现了我们的算法作为一个模块的著名的libvata树自动机库，并测试其性能的一个给定的收集树自动机从各种应用程序的libvata定期模型检验和形状分析，以及对各类随机生成的树自动机。我们的算法产生的自动机大大小于和稀疏比所有以前已知的减少技术，它仍然是足够快，以处理大型实例。
2016-01-06 cs.FL
Nondeterministic Automata and JSL-dfas
我们介绍了依赖自动机的范畴。依赖自动机由两个非确定性有限自动机组成，它们的状态之间的关系满足条件。这个范畴等价于在联合半格中解释的确定性有限自动机，即JSL-dfas。接受$L$的规范依赖自动机相当于由“依赖关系”连接的$L$和$rev(L)$的状态最小dfa。我们描述了许多典型的JSL-dfas依赖自动机，并解释/扩展Brzozowski的算法。如果nfa的各个状态在左/右条件和集合论布尔运算下接受$\{L\}$闭包中的语言，则称其为“亚原子”。证明了nfa $N$是亚原子的当且仅当$rsc(rev(N))$的转移幺半群是句法的.
2020-07-12 cs.FL math.CT
On the Succinctness of Good-for-MDPs Automata
该研究聚焦自动机简洁性问题，证明了适用于MDP的自动机与适用于博弈的自动机、普通非确定自动机与适用于MDP的自动机之间的简洁性差距均为指数级，且限制自动机类型后后者差距仍为指数级。
2023-07-21 cs.FL
From Nondeterministic Büchi and Streett Automata to Deterministic Parity Automata
在本文中，我们重新Safra的确定性结构的自动机上无限的话。我们将展示如何构造具有较少状态的确定性自动机，最重要的是，奇偶校验接受条件。确定性在许多应用中被使用，例如树自动机的推理，CTL* 的可满足性，以及逻辑规范的可实现性和综合。所有这些应用的上界减少使用我们的建设产生的较小的确定性自动机。此外，奇偶校验接受条件允许使用更有效的算法（与处理Rabin或Streett接受条件相比）。
2007-08-14 cs.FL cs.LO
Subshifts defined by nondeterministic and alternating plane-walking automata
本文扩展Salo & Törma提出的平面行走自动机模型，引入非确定性和量词交替，证明其识别的子移位是sofics子移位的严格子类，存在/全称非确定性类不可比较且大于确定性类，还定义了交替量词层次结构并推测其严格性。
2025-02-17 cs.FL
Random Generation of Nondeterministic Finite-State Tree Automata
（非确定性）有限状态树自动机（FTA）的算法经常在随机FTA上进行测试，其中所有内部转换都是等概率的。以这种方式获得的运行时结果通常过于乐观，因为大多数这样生成的随机FTA是微不足道的意义上说，一个等效的最小确定性FTA的状态的数量是非常小的。它表明，非平凡的随机自由贸易协定只得到一个窄带的跃迁概率。此外，解析分析产生一个公式来近似的转移概率，产生最复杂的随机自由贸易协定，这应该在实验中使用。
2013-11-21 cs.FL
A lower bound on the state complexity of transforming two-way nondeterministic finite automata to unambiguous finite automata
该研究通过构造n状态2NFA通用语言的矩阵并估算其秩，确立了2NFA转换为单向UFA的状态数下界为Ω(n^{2n+2}/e^{2n})，推进了有限自动机状态复杂度领域的研究。
2024-12-09 cs.FL
Nondeterministic Syntactic Complexity
我们引入了一个新的度量正则语言的方法：非确定性语法复杂度。它是句法幺半群的“规范布尔表示”的任何扩展的最小度。等价地，它是任何亚原子非确定性受体的最少数量的状态。事实证明，基本上所有以前的非确定性状态最小性的结构工作计算这个措施。我们的方法依赖于代数解释的非确定性有限自动机作为确定性有限自动机赋予半格结构。重要的是，后者形成了一个自我对偶的范畴。
2021-01-11 cs.FL
State-deterministic Finite Automata with Translucent Letters and Finite Automata with Nondeterministically Translucent Letters
本文研究带透明字母的状态确定型有限自动机，并提出允许透明与可转移字母重叠的新模型，增强表达能力，实现对先前模型的适当推广。
2023-09-06 cs.FL
Nondeterministic Auxiliary Depth-Bounded Storage Automata and Semi-Unbounded Fan-in Cascading Circuits
该研究提出aux-k-sda的非确定性变体aux-2k-sna，构建半无界扇入级联布尔电路模型刻画其多项式时间对数空间的计算特性，并通过放宽电路要求证明级联电路族可刻画复杂性类P，给出LOGkSNA的复杂度上界。
2024-12-12 cs.CC cs.FL
An Experiment in Ping-Pong Protocol Verification by Nondeterministic Pushdown Automata
通过一个实验证明了一类密码协议（Dolev-Yao入侵者模型）的安全性可以用双向非确定下推自动机（2NPDA）来验证.非确定性下推程序检查正则语言（要验证的协议）和包含所有取消字的给定Dyck语言的交集是否为空。如果不是，入侵者可以泄露可信用户之间发送的秘密消息。在2NPDA模拟器上，保证验证最多在立方时间内终止。在这个实验中使用的解释性方法简化了验证，通过分离的非确定性下推逻辑和程序控制，并使其更可预测。我们描述的解释方法和已知的转换解决方案，并显示他们共享有趣的功能。同样值得注意的是，自动机理论的抽象结果如何通过程序设计语言手段解决实际问题。
2018-03-27 cs.FL cs.LO cs.PL
Nondeterministic State Complexity of Positional Addition
考虑非确定性有限自动机识别基数k的数字位置符号。假设从最低有效位开始读取数字。证明了如果两组数S和T分别用m个状态和n个状态的非确定自动机表示，则它们的和{s+t| s in S，t in T}由具有2 mn +2 m +2n+1个状态的非确定性自动机表示。此外，对于所有k>=9的最坏情况，这个状态数是必要的。
2009-07-29 cs.FL
Run-Length Encoded Nondeterministic KMP and Suffix Automata
我们提出了一种新的位并行表示，基于行程长度编码的非确定性KMP和后缀自动机的字符串$P$至少有两个不同的符号。我们的方法针对的是小字母表上的长字符串的情况，并补充了Cantone et al.（2012）的方法，该方法对大字母表上的长字符串有效。我们的编码需要$O((σ+ m)\lceil ρ/ w\rceil)$空间，并允许一个模拟的自动机在一个字符串上的时间$O(\lceil ρ/ w\rceil)$每个过渡，其中$σ$是字母表的大小，$m$是$P$的长度，$ρ$是行程长度编码的长度$P$和$w$是机器字的大小位。输入字符串可以以未编码或游程长度编码的形式给出。
2014-12-17 cs.DS cs.FL
Decision Problems for Restricted Variants of Two-Dimensional Automata
二维的【形】有限自动机具有只读输入头，其在由输入字母表的符号标记的有限单元阵列上沿四个方向移动。一个三向二维的【形】自动机被禁止向上移动，而一个双向二维的【形】自动机只能向下移动。我们证明了一元三路非确定二维的【形】自动机的语言空性问题是NP-完全的，而一般字母表双向非确定二维的【形】自动机的语言空性问题是P中的。我们证明了双向确定二维的【形】自动机的语言等价性问题是可判定的，而双向非确定二维的【形】自动机的等价性和普适性问题都是不可判定的.确定性的情况下是第一个已知的积极的可判定性结果的等价问题的二维的【形】自动机在一般字母表。我们证明了存在一个具有非正则列投影的一元三路确定二维的【形】自动机，并且我们证明了一元三路非确定二维的【形】自动机的行投影总是正则的。
2019-04-24 cs.FL
Minimal Nondeterministic Finite Automata and Atoms of Regular Languages
我们研究的NFA最小化问题的原子NFA的，也就是说，NFA的每个状态的正确的语言是一个原子的工会，其中的原子的正则语言的非空的交叉的补充和非补充的语言的左分支。我们的特点是所有减少原子NFA的一个给定的语言，也就是说，那些NFA的，没有等价的状态。使用原子NFA的，我们正式Sengoku的方法NFA最小化，并证明他的方法无法找到所有最小的NFA的。我们还制定Kameda-Weiner NFA最小化方面的杂质和原子。
2013-01-23 cs.FL
Algorithms and fine-grained complexity for nondeterministic and symmetric difference automata
University of Warwick（华威大学）；Stellenbosch University（斯坦伦布什大学）
研究对称差自动机（XNFA）的接受、空性和等价问题的细粒度复杂性，通过随机化归约和多项式模糊度假设，给出比一般情况更快的算法。
2026-07-02 cs.FL
On Complementation of Nondeterministic Finite Automata without Full Determinization (Technical Report)
本文研究避免完全确定化的NFA求补替代方法，基于逆幂集构造及两种利用NFA常见结构的新颖构造，实验证明这些方法在多数情况下能生成显著更小的补集。
2025-07-14 cs.FL cs.LO
On Succinctness and Recognisability of Alternating Good-for-Games Automata
我们研究交替好游戏（GFG）自动机，即，交替自动机，其中合取和析取选择都可以在线方式解决，而不知道仍要读取的输入单词的后缀。我们表明，他们可以指数更简洁比他们的非确定性和普遍的同行。此外，我们解除了许多结果从非确定性奇偶GFG自动机交替的：一个单一的指数确定过程，一个Exptime上界的GFGness问题，一个PTime算法的GFGness问题的弱自动机，和减少从一个正解的$G_2$猜想的PTime算法的GFGness问题的奇偶自动机与一个固定的索引。$G_2$猜想指出一个非确定性奇偶自动机A是GFG当且仅当在A上玩的一个令牌游戏（称为$G_2$游戏）被第一个玩家赢得。到目前为止，它只被证明为Büchi自动机，我们提供了进一步的证据，证明它的coBüchi自动机。我们还研究了决定“半GFGness”的复杂性，这是交替自动机特有的属性，只需要以在线方式解决不确定性的选择。我们表明，这个问题是严格更困难的GFGness检查，已经交替自动机有限的话。
2020-02-17 cs.FL
Bandwidth of Nondeterministic Finite Automata
Ajou University（阿周大学）；Akita University（秋田大学）；University of Electro-Communications（电气通信大学）；Kiel University（基尔大学）
本文提出k-带宽非确定性有限自动机（NFA），其中转换最多跨越k个状态，研究其语言类层次结构、有限语言的最小带宽以及带宽最小化的NP难度。
2026-05-30 cs.FL
Two-Way Finite Automata: Old and Recent Results
双向自动机的概念是在自动机理论的最开始引入的。1959年，Rabin和Scott以及Shepherdson分别证明了这些模型，无论是确定性版本还是非确定性版本，都具有相同的单向自动机能力，即它们表征了正则语言的类。1978年，Sakoda和Sipser提出了用双向确定自动机模拟单向和双向非确定自动机的代价问题。他们强调，这些成本是指数级的。尽管已作了各种努力来解决这个问题，但它仍然悬而未决。近十年来，人们对Sakoda和Sipser问题进行了广泛的重新思考，并取得了许多新的结果。在这项工作中，我们讨论其中的一些。特别是，我们专注于一元的情况下，并在空间复杂度的开放性问题的连接的限制。
2012-08-14 cs.CC cs.FL
VC-dimensions of nondeterministic finite automata for words of equal length
University of Hawai‘i at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校）
令$NFA_b(q)$表示在具有$b$字母的字母表上具有$q$状态的非确定性有限自动机所接受的语言的集合。令$B_n$表示长度为$n$的字的集合。我们给出了\[ NFA_2(q)\cap B_n = \{L\cap B_n \mid L \in NFA_2(q)\} \]的VC维数作为$q$的函数的二次下界。接下来，Gruber和Holzer（2007）的工作给出了包含在$B_n$中的有限语言的非确定性状态复杂度的上限，我们使用我们的方法加强了它。最后，我们给出了$NFA_2(q)\cap B_n$的VC维和测试维对$n$的依赖性的一些理论和实验结果。
2021-08-04 cs.FL cs.LG
The Algebra of Nondeterministic Finite Automata
本研究提出一种语义对应非确定有限自动机的进程代数，证明了NFA的可表示性定理，并给出含7条普通公理加3条条件公理的语言等价性简洁公理化体系。
2024-02-01 cs.FL cs.LO
Nondeterministic one-tape off-line Turing machines and their time complexity
本文研究单带离线图灵机的时间复杂性和交叉序列复杂性。我们表明，每个非确定性机器接受非正规语言的运行时间必须增长至少为n \log n，在所有接受计算的情况下被认为（接受措施）。我们还证明了在接受计算中使用的交叉序列的最大长度必须至少增长为\log n。另一方面，已知如果对于每个被接受的字符串，仅考虑更快的接受计算（弱测度）来测量时间，则存在在线性时间中被接受的非正则语言。我们证明了在这种措施下，每个接受计算应表现出一个交叉序列的长度至少为\log \log n。我们还提出了有效的实现算法接受一些一元非正则语言。
2009-05-08 cs.CC cs.FL
Determinisability of one-clock timed automata
时间自动机的确定性成员问题是关于被非确定性时间自动机识别的时间语言是否能被确定性时间自动机识别。我们表明，当输入自动机是一个单时钟的非确定性时间自动机没有转换和确定性时间自动机的时钟数是固定的，这个问题是可判定的。我们表明，在所有其他情况下的问题是不可判定的，即，当1）输入非确定性定时自动机具有两个或更多个时钟，或2）它使用双跳变，或3）输出确定性自动机的时钟数量不固定时。
2020-07-18 cs.FL
Tight Bounds for Complementing Parity Automata
我们遵循紧确定性和互补性之间的联系，建立了一个从奇偶自动机到非确定性Büchi自动机的互补过程，并证明了它是紧的直到一个$O(n)$因子，其中$n$是非确定性奇偶自动机的大小.这一因素并不取决于优先事项的数量。
2014-06-04 cs.FL
Operations on Automata with All States Final
我们研究的复杂性的语言表示的不完全确定性或非确定性自动机，其中所有的状态是最终的基本常规操作。这种语言被称为前缀封闭的。我们得到严格的界限上的不完整和不确定的状态复杂性的补充，交叉，工会，串联，明星，和逆转前缀封闭的语言。
2014-05-22 cs.FL
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
LTL to Smaller Self-Loop Alternating Automata and Back
具有Büchi或co-Büchi接受的自循环交替自动机（SLAA）是LTL到确定性或非确定性自动机的翻译中流行的中间形式。本文认为SLAA与通用的转换为基础的Emerson-Lei接受，并提出翻译LTL这些自动机和回来。重要的是，将LTL翻译成具有通用接受的SLAA产生的自动机比以前将LTL翻译成Büchi或co-Büchi SLAA要小得多。我们的翻译已经在工具LTL 3 TELA中实现，它有助于为给定的LTL公式生成小的确定性或非确定性自动机。
2019-10-16 cs.FL
Efficient reduction of nondeterministic automata with application to language inclusion testing
本文提出高效缩减非确定性Büchi和有限词自动机规模的算法，通过剪枝、饱和及商化技术，并利用前瞻模拟近似迹包含，从而解决更大规模的语言包含等PSPACE完全问题，实验显示性能优于现有工具GOAL。
2019-02-12 cs.FL cs.LO
On the Complexity of Flanked Finite State Automata
我们定义了一个新的子类的前缀封闭的语言称为侧翼有限自动机（FFA）的非确定性有限自动机。我们发现，这个类享有良好的复杂性，同时保持简洁的非确定性自动机。特别是，我们表明，FFA的普遍性问题是在线性时间和语言包含可以检查在多项式时间。FFA的一个有用的应用是提供一种有效的方法来计算正则语言的商和包含，而不需要使用幂集构造。这些操作是几种验证算法的构建块。
2015-09-22 cs.FL
Alternating Good-for-MDP Automata
University of Twente（特文特大学）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of Liverpool（利物浦大学）
当在无模型强化学习（RL）中首次提出ω-正则目标来控制MDP时，确定性拉宾自动机被用来试图提供从它们的转换到标量值的直接转换。虽然这些翻译失败了，但事实证明可以通过使用good-for-MDP（GFM）Büchi自动机来修复它们。这些都是非确定性的Büchi自动机，具有受限类型的非确定性，尽管不像游戏自动机那样受限。事实上，确定性拉宾自动机有一个相当直接的翻译，这样的GFM自动机，这是双线性的状态和对的数量。有趣的是，对于确定性Streett自动机来说，情况并非如此：即使不要求目标自动机是好的MDP，向非确定性Rabin或Büchi自动机的转换也会以指数级代价进行。我们是否必须支付更多的钱来获得一个好的MDP自动机？令人惊讶的答案是，当我们将好的MDP属性扩展到交替自动机时，我们必须付出更少的代价：与从确定性Rabin自动机得到的非确定性GFM自动机一样，我们从确定性Streett自动机得到的交替good-for-MDP自动机在确定性自动机及其索引的大小上是双线性的，因此可以比最小不确定Büchi自动机更简洁。
2022-05-06 cs.AI cs.FL cs.LO
Real-Time Vector Automata
我们研究的计算能力的实时的【形】有限自动机，已增加了一个向量的维数k，并编程乘以这个向量在每一步由一个适当选择的$k \times k$矩阵。在任何时候都只能测试向量的一个条目是否等于1。类的语言识别确定性，非确定性，和“盲”的版本，这些机器进行了研究和相互比较，以及相关的类多计数器自动机，自动机与乘法，和广义有限自动机。
2013-03-25 cs.CC cs.FL
Determinisability of register and timed automata
该研究解决了寄存器自动机与时间自动机的确定性成员问题，绘制了完整可判定性图景，并证明在单寄存器/单时钟且输出资源数固定时可判定，其余情况不可判定。
2022-05-09 cs.FL
Deep Packet Inspection in FPGAs via Approximate Nondeterministic Automata
通过正则表达式（RE）匹配进行深度包检测是网络入侵检测系统（IDS）的一项重要任务，可以保护Internet连接免受攻击和可疑网络流量的侵害。在单盒解决方案中监控高速计算机网络（100 Gbps及更快）要求在硬件中加速传统上基于有限自动机（FA）的RE匹配。在本文中，我们描述了一种新的FPGA架构的RE匹配，能够处理超过100 Gbps的网络流量。其关键思想是通过利用近似非确定性FA（NFA）来减少所需的FPGA资源。NFA被编译成多级架构，从具有高吞吐量的最不精确级开始，以具有低吞吐量的最精确级结束。为了获得减少NFA，我们提出了新的近似减少技术，考虑到网络流量的配置文件。我们的实验表明，使用我们的方法，我们能够执行匹配的大型集合的RE从SNORT，一个流行的IDS，在前所未有的网络速度。
2019-04-24 cs.FL cs.NI
Power of Counting by Nonuniform Families of Polynomial-Size Finite Automata
本文针对多项式规模有限自动机非均匀族的计数能力展开研究，拓展研究范围至相关计数、间隙函数族及对应承诺问题族，在无未证明假设下证明了多类复杂度类的分离与坍缩，并分析了其与多项式栈规模下推自动机族的关联。
2025-10-13 cs.CC cs.FL
Buchi automata augmented with spatial constraints: simulating an alternating with a nondeterministic and deciding the emptiness problem for the latter
这项工作的目的是彻底调查Buchi自动机增强空间约束。这种自动机的输入树是无限k元西格玛树，节点代表时间点，西格玛除了在经典的k元西格玛树中使用外，还包括对感兴趣的n对象空间场景的快照的描述。来自RCC8类空间关系代数（RA）x的约束用于对空间场景的对象施加空间约束，最终在输入树的不同节点处。我们表明，一个布奇交替增强空间约束的自动机可以模拟与经典的布奇不确定自动机相同类型，增强空间约束。然后，我们提供了一个非确定性的双深度优先多项式空间算法的空问题，后者自动机。我们的主要动机来自另一项工作，也提交给这次会议，它定义了一个时空化的著名家庭ALC（D）的描述逻辑与一个具体的域：一起，这两个作品提供了一个有效的解决方案的可满足性问题的概念的时空化的弱循环TBox。
2020-02-22 cs.FL cs.LO
On Typical Hesitant Fuzzy Languages and Automata
Universidade Federal do Vale do São Francisco（圣弗朗西斯科河谷联邦大学）；Universidade Federal do Rio Grande do Norte（北大河州联邦大学）
不确定典型犹豫模糊自动机的思想是Costa和Bedregal提出的模糊自动机的推广。本文给出了一个典型的犹豫模糊语言可由非确定的典型犹豫模糊自动机计算的充要条件。此外，本文还引入了一类新的具有清晰转换的典型犹豫模糊自动机，并证明了这类新的模糊自动机与Costa和Bedregal提出的模糊自动机是等价的
2021-02-18 cs.CL cs.FL
Input-Driven Pushdown Automata with Translucent Input Letters
本文研究具有半透明输入字母的输入驱动下推自动机，证明非确定性模型在返回与非返回模式下均强于确定性模型，并分析了语言族的布尔封闭性和可判定性问题。
2025-07-21 cs.FL
A Constructive Framework for Nondeterministic Automata via Time-Shared, Depth-Unrolled Feedforward Networks
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出一种构造性框架，用时间共享、深度展开的前馈网络精确模拟非确定性有限自动机，证明其可学习性，并通过实验验证了接受、状态传播和闭包动态的完美一致性。
2025-10-10 cs.FL cs.LG
A Survey of Multi-Tape Automata
本文总结了基本的表达性，封闭性和可判定性的各种有限状态自动机类与多个输入磁带。它还包括一个原始算法的交叉单向非确定性有限状态自动机。
2013-11-29 cs.FL
On some Open Problems for Finite Automata with Translucent Input Letters
Institut für Informatik, Universität Giessen（吉森大学信息学研究所）
本文研究了具有半透明输入字母的有限自动机的封闭性和可判定性问题，证明了非返回模型对连接、Kleene星、反转和逆同态不封闭，返回模型对逆同态不封闭，并证明了非返回模型的空性问题是可判定的。
2026-06-26 cs.FL
Complexity of Universality and Related Decision Problems for Unary Two-Dimensional Automata
St. Francis Xavier University（圣弗朗西斯泽维尔大学）
研究一元二维自动机的普适性、等价性和包含性问题的计算复杂性，证明三类自动机问题的下界与上界。
2026-07-01 cs.CC cs.FL
