Nonterminal complexity of some families of infinite regular languages
上下文无关语言的非终结符复杂度是指在其生成文法中非终结符的最小可能数量。非终结符复杂度计算问题在一般情况下是不可解的,但它可以在不同的正则语言族中计算。本文研究了几类无限正则语言的非终结复杂性。
2021-03-20 cs.FL
Asymptotic Approximation by Regular Languages
本文研究了形式语言的一个新性质-REG可测性,其中REG是正则语言的一个类。直观地说,如果存在“收敛”到\(L\)的正则语言的无限序列,则语言\(L\)是REG可测的。不具有REG-可测性的语言在某种意义上具有复杂的形状,因此它不能被正则语言(渐近地)近似。我们证明了几种上下文无关语言是REG-可测的(特别是具有超越生成函数和超越密度的语言),而某种简单的确定性上下文无关语言和原始词集合在强意义上是REG-不可测的.
2020-11-17 cs.FL
Towards a Theory of Complexity of Regular Languages
我们调查最近的结果有关的复杂性正则语言表示的最小确定性有限自动机。除了语言的商复杂度--它是它的(左)子元素的数量,与它的状态复杂度相同--我们还考虑它的语法半群的大小和它的原子的商复杂度--每一个正则语言的基本组成部分。然后,我们转向研究正则语言上常见操作的商/状态复杂度:反转,(Kleene)星,产品(串联)和布尔运算。我们研究这些复杂性措施之间的关系。讨论了由凸性定义的正则语言的几个子类。在许多情况下,但不是所有情况下,存在“最复杂”的语言,满足所有这些复杂性度量的语言。
2017-02-16 cs.FL
Weak $ω$-Regular Trace Languages
Mazurkiewicz迹描述了分布式系统的并发行为。跟踪封闭词语言,这是跟踪语言的“线性化”,构成了一个较弱的并发概念,但仍然给我们提供了工具来研究后者。在这方面,我们的贡献是双重的。首先,我们开发的定义,允许分类的$ω$ -定期跟踪语言在相应的跟踪封闭的$ω$ -定期字的语言,捕获E-可识别(可达性)和(确定性)Büchi可识别的语言。其次,我们证明了第一个自动机理论的结果,显示的等价性$ω$ -定期跟踪封闭的词语言和布尔组合的确定性$I$ -钻石Büchi可识别的跟踪封闭的语言。
2014-02-13 cs.FL
Random Words in a (Weighted) Regular Language: a Free Energy Approach
我们研究随机字在加权正则语言,实现最大自由能使用热力学形式主义。特别是,在语言中的典型的话,算法生成的应用程序在计算机安全(异常检测)和软件enegmentary(测试用例生成)。
2017-11-24 cs.FL
The separation problem for regular languages by piecewise testable languages
分离是数学和计算机科学中的经典问题。它问,是否有两个集合属于某个类,有可能将它们分开的另一个集合的一个较小的类。我们提出并讨论了正则语言的分离问题。然后给出了一个多项式时间的直接算法来检验两个给定的正则语言是否可被一个分段可测试语言分离,即一个$BΣ1(<)$语句是否能证明这两个正则语言确实是不相交的.证明是一个重新制定和完善的代数论点已经给予阿尔梅达和第二作者。
2013-03-08 cs.FL
Separating regular languages by piecewise testable and unambiguous languages
分离是一个经典的问题,问是否有两个属于某个类的集合,有可能用一个更小的类的集合将它们分开。讨论了正则语言的分离问题。我们给出了一个Ptime算法来检验两个给定的正则语言是否能被一个分段可测试语言分离,即一个$BΣ1(<)$句子是否能证明这两个语言是不相交的.证明精炼的代数论点阿尔梅达和第三作者。当分离是可能的,我们也表示一个分隔符饱和的原始语言之一,由一个适当的同余。遵循同样的思路,我们证明了人们也可以决定两个正则语言是否可以被一个明确的语言分开,尽管复杂度更高。
2013-04-24 cs.FL
On the Structure and Complexity of Rational Sets of Regular Languages
在最近的一系列论文中,我们介绍了FQL,一种精确的测试覆盖规约语言,并开发了ANSI C的测试用例生成引擎FShell。本质上,一个FQL测试规范相当于一组正则语言,每一种语言都必须由至少一个测试执行来匹配。为了描述这样的正则语言集,FQL语义使用了一个自动机理论概念,称为正则语言的有理集(RSRL)。RSRL是自动机,其字母表由正则表达式组成。因此,自动机接受的语言是一组正则表达式。在本文中,我们从理论的角度研究RSRL。更具体地说,我们分析了RSRL在常见集合论运算下的闭包性质,以及成员检查的复杂性,即,正则语言是否是RSRL的元素。对于所有的问题,我们调查的一般情况下,有限集的情况下,正则语言。虽然一些属性是作为开放的问题,本文提供了一个系统的语义基础的测试规约语言FQL。
2013-05-26 cs.FL
Length of the Shortest Word in the Intersection of Regular Languages
本文给出了一个构造,它为两个状态复杂度为m和n的正则语言的交集中的最短字的长度提供了一个紧下界mn-1。
2009-10-08 cs.FL
Efficient Separability of Regular Languages by Subsequences and Suffixes
什么时候两个正则词语言K和L可以被一个简单语言分开?我们调查这个问题,并考虑分离分段和后缀可测试的语言及其变体。我们给出了两种语言可以分离的特征,并概述了当这些问题可以在多项式时间决定,如果K和L是由非确定性自动机。
2013-03-05 cs.FL
Parameterized Regular Expressions and their Languages
我们研究使用变量或参数的正则表达式,这些变量或参数被解释为字母。我们考虑两类语言表示这样的表达式:根据可能性语义,一个词属于语言,如果它是由一些正则表达式表示通过替换变量与字母;根据肯定语义,这个词必须表示的每一个这样的表达式。这样的语言是经常的,我们表明,他们自然出现在几个应用程序,如查询图数据库和程序分析。作为本文的主要贡献,我们提供了一个完整的表征的复杂性的主要计算问题相关的语言:nonempiry,普遍性,包容性,成员资格,以及构建NFA捕获这些语言的问题。我们还研究了当变量的定义域可以是任意正则语言时的扩展,并证明了在确定性语义下,语言仍然是正则的,主要计算问题的复杂性没有改变。
2011-07-04 cs.FL
A note on the class of languages generated by F-systems over regular languages
F系统是一种计算模型,它对给定语言的单词执行折叠操作,遵循另一种给定语言的单词上编码的方向。本文考虑了两种给定语言都是正则语言的情况,证明了由这类F-系统生成的语言类是线性上下文无关语言类的一个真子集。
2022-05-11 cs.FL
Representation of (Left) Ideal Regular Languages by Synchronizing Automata
我们遵循语言理论的方法来同步自动机和Čern的猜想发起了一系列最近的论文。我们找到了一个精确的下界的重置复杂性的主要理想语言。此外,我们还展示了主左理想和同步自动机之间的严格联系。我们刻画了正则语言的最小确定性有限自动机是同步的,并拥有一个复位字属于公认的语言。
2014-12-21 cs.FL
Zero-One Law for Regular Languages and Semigroups with Zero
如果一个正则语言的渐近密度收敛于0或1,那么它就有0 - 1定律。我们证明了所有0 - 1语言的类在布尔运算和代数下是闭的。证明了正则语言有0 - 1律当且仅当它的句法幺半群有0元。我们的证明给出了正则语言的0 - 1律的代数和自动机刻画,并引出了以下两个推论:(i)存在一个O(nlog n)的算法来检验给定的正则语言是否具有0 - 1律。(ii)有限字上存在一阶逻辑的布尔闭包具有0 - 1律。
2015-12-01 cs.FL
Closure and Decision Properties for Higher-Dimensional Automata
本文研究高维自动机语言理论,证明正则语言包含可判定、交集封闭、补集不封闭,引入宽度有界补集,并探讨确定性与歧义性,最终刻画一字母确定性语言。
2024-07-18 cs.FL
Complexity in Prefix-Free Regular Languages
我们研究确定性和非确定性的状态复杂性的常规操作无前缀的语言。我们加强了几个结果,提供证人语言在较小的字母表,通常尽可能小。接下来,我们提供了严格的边界上的状态复杂性的对称差异,确定性和非确定性的状态复杂性的差异和循环移位的前缀自由的语言。
2010-08-10 cs.FL
Relationships Between Bounded Languages, Counter Machines, Finite-Index Grammars, Ambiguity, and Commutative Regularity
证明了对于每一个只包含半线性语言的三元组语言族,其中的所有有界语言都能被单向确定性反向有界多计数机(DCM)接受。这意味着对于每一个半线性三元组(在这些性质有效的情况下),可以决定关于其有界语言的包含性、等价性和不相交性。一个条件也提供了当有界语言在一个半线性三人组完全符合DCM机所接受的,它是用来表明,许多语法系统的有限指数-如有限指数矩阵文法和有限指数ETOL-有相同的有界语言DCM。然后,在歧义、计数正则性和交换正则性之间建立联系,因为许多机器和语法是明确的,只能生成/接受计数正则或可交换正则语言。因此,这种可以生成/接受非计数正则或非可交换正则语言的系统意味着在该系统上存在固有的二义性语言。此外,证明了由无二义性有限指标矩阵文法生成的每一种语言都具有关于交换变量的有理特征序列,并且是计数正则的。这个结果加上连接被用来证明有限索引矩阵文法和有限索引ETOL可以生成固有的二义性语言(在它们的文法上),就像几个机器模型一样。它还表明,所有的有界语言生成的这两个语法系统(那些在任何半线性三人组)可以生成明确的系统内。最后,给出了有限指标矩阵文法和有限指标ETOL生成语言隐含交换正则性的条件。特别是,证明了每个有限索引EDOL语言都是交换正则的。
2022-12-06 cs.FL
Reordering Derivatives of Trace Closures of Regular Languages (Full Version)
我们提供语法派生类操作,定义的递归正则表达式,在Brzozowski和Antimirov的风格,跟踪关闭的正则语言。正如正则语言的Brzozowski和Antimirov衍生操作一样,这些句法重排衍生操作分别产生确定性自动机和非确定性自动机。但是正则语言的迹闭包一般都不是正则的,因此这些自动机一般不可能是有限的。尽管如此,正如我们所展示的,对于星形连接的表达式,适当简化的Antimirov和Brzozowski自动机是有限的。我们还定义了一个改进版本的安蒂米罗夫重新排序衍生操作的部分衍生物(状态的自动机)是非空列表的正则表达式,而不是单一的正则表达式。我们定义的语言的均匀散射秩,并表明,对于一个正则表达式的语言具有有限的均匀散射秩,截断(一般是无限的)精制的Antimirov自动机,通过删除长状态,是有限的,没有任何约束,但仍然接受跟踪关闭。我们还证明了星连通语言具有有限的一致散射秩。
2019-08-09 cs.FL
Nominal Regular Expressions for Languages over Infinite Alphabets. Extended Abstract
我们提出正则表达式来抽象模型,并研究资源感知计算的性质。受名义技术(如进程演算中流行的技术)的启发,我们用名称(对计算资源建模)和合适的运算符(用于资源的分配、解分配、范围和新鲜度条件)扩展了经典正则表达式。我们讨论类这样的名义正则表达式,显示如何这样的表达式有自然的解释,在无限的字母表的语言,并给出Kleene定理来证明他们的形式语言的名义自动机。
2013-10-26 cs.FL
Separation Property for wB- and wS-regular Languages
本文证明了ωB-和ωS-正则语言满足如下分离型定理:如果L1,L2是由ωB-识别的ω-词组成的不相交语言(分别为L_1,L_2和L_3),则L_1,L_2和L_3是由ωB-识别的ω-词组成的不相交语言。ωS)-自动机则存在一个包含L1的ω-正则语言Lsep,其补集包含L2。特别是,如果一种语言及其补语被ωB-(resp.ωS)-自动机则语言是ω-正则的。这个结果是特别有趣的,因为正如Bojaetczyk和Colcombet所证明的,ωB-正则语言是ωS-正则语言的补。因此,上述定理表明,这是两个相互对偶的类,都具有分离性质。通常(例如在描述集合论或递归论中)一对C,Cc中只有一个类具有分离性质。该证明技术利用Ramsey定理和拓扑方法将ω-词语言的分离性降为profinite语言。经过这一约化后,分析有限么半群的分离性就相对简单了。整个结构在技术上并不复杂,而且它似乎是相当可扩展的。本文使用了一个框架的分析的B-和S-正则语言的背景下,由Toruzzczyk提出的profinite幺半群。
2014-02-10 cs.FL
Parikh-reducing Church-Rosser representations for some classes of regular languages
本文研究了Parikh-约化Church-Rosser系统的概念。证明了对于两类正则语言存在这样的系统,它们用重写系统的许多等价类来描述语言。这两个类是:1)。所有正则语言的类,使得语法幺半群只包含阿贝尔群,2.)在两个字母表上的所有语言群的分类。系统的建设产生幺半群表示,使所有的子群是阿贝尔。此外,这些表示的复杂性进行了研究。
2017-03-29 cs.FL
Regular Separability of Parikh Automata
我们调查的一个子类的语言识别的向量加法系统,即语言的不确定性Parikh自动机。而正则性问题(给定自动机的语言是否正则?)是不可判定的这个模型,我们表现出令人惊讶的可判定性的定期可分性问题:给定两个Parikh自动机,是否有一个正则语言,其中包含一个,是从其他不相交?
2016-12-19 cs.FL
Regular Languages are Church-Rosser Congruential
本文证明了形式语言理论中一个由来已久的猜想。证明了所有的正则语言都是Church-Rosser同余的。丘奇-罗瑟同余语言是由麦克诺顿、纳伦德朗和奥托在1988年提出的。一个语言L是Church-Rosser同余的,如果存在一个有限的合流且长度缩减的半图厄系统S,使得L是模S的同余类的有限并。众所周知,有确定性的线性上下文无关语言不是丘奇-罗瑟同余的,但另一方面,人们强烈认为所有的正则语言都是这种形式。实际上,本文证明了一个更一般的结果。
2012-02-06 cs.FL
Deterministic and game separability for regular languages of infinite trees
我们证明了两个无限树的正则语言是否可分别被一个确定性语言分离是可判定的,游戏语言。我们考虑两种变体的可分性,这取决于是否设置的优先级的分隔符是固定的,或没有。在每一种情况下,我们表明,可分性可以决定在EXPTIME,和分离自动机的指数大小就足够了。我们得到我们的结果,通过减少到无限持续时间的游戏与ω-正则获胜条件和应用有限记忆决定性定理的Büchi和Landweber。
2021-05-03 cs.FL
Lower Bounds on Regular Expression Size
我们介绍线性程序编码的正则表达式的有限语言。我们表明,给定一种语言,相关的线性程序的最佳值是一个下界的语言的任何正则表达式的大小。此外,我们表明,任何正则表达式可以变成一个双重可行的解决方案,其目标值等于正则表达式的大小。对于二项式语言,我们可以放松相关的线性规划使用对偶定理。我们使用这种松弛证明二项式和阈值语言的正则表达式的大小的下界。
2017-12-06 cs.FL
Regular languages, derivatives and finite automata
这篇报道主要是为了教育目的而写的。它是对正则语言、正则表达式和使用Brzozowski导数的正则表达式匹配的自包含介绍。因此,它主要基于Brzozowski[4]和Owens等人的工作。[12]语言基础材料的灵感来自书籍[2]和网络材料[16]。第1章介绍了形式语言的基本概念,以及字符串导数的概念。在第二章中,我们定义了正则语言类,并进一步发展了该类的导数理论。我们使用导数来证明Myhill-Nerod定理,泵引理,以及所有布尔连接词下的正则语言的封闭性。第三章介绍正则表达式和正则表达式匹配。第四章将正则语言及其导数理论与有限自动机理论联系起来。第5章介绍了锚点的概念,以及如何将其纳入基于导数的匹配器。第6章讨论了使用导数的子匹配,该方法受到Laurikari及其标记转换工作的启发[11]。这是我们认为我们对该领域的主要贡献。在最后一章,第七章,我们总结了前面讨论的技术,并给出了一个正则表达式匹配算法。我们还讨论了其他人的相关工作。
2019-07-21 cs.FL
Descriptional Complexity of Winning Sets of Regular Languages
我们研究了某些单词结构游戏与可变的回合顺序。在这些游戏中,爱丽丝和鲍勃轮流选择一个固定长度单词的连续字母,如果结果是预定的目标语言,爱丽丝获胜。的回合顺序,导致在一个胜利的爱丽丝形成一个二进制的语言,是经常的目标语言,我们证明了一些上限和下限的状态复杂性的基础上的目标语言。
2020-04-28 cs.FL
Syntactic Structures of Regular Languages
我们在这里介绍的概念,语法格代数是一个类比的语法幺半群和语法半环。我们提出了一种统一的方法来获得这三种结构。
2017-11-29 cs.FL
Partial Derivatives for Context-Free Languages: From $μ$-Regular Expressions to Pushdown Automata
我们将Antimirov的偏导数从正则表达式扩展到$μ$ -描述上下文无关语言的正则表达式。我们证明了偏导数的正确性以及迭代偏导数集合的有限性。后者被用来作为下推符号在我们的建设一个不确定的下推自动机,这推广了Antimirov的NFA建设。
2017-01-02 cs.FL
A survey on difference hierarchies of regular languages
本文综述正则语言的差级层次,介绍豪斯多夫的标准技术,并给出基于洗牌理想、强循环正则语言和群语言多项式闭包的差级层次可判定性结果。
2018-03-28 cs.FL
Complexity of Suffix-Free Regular Languages
我们研究了无后缀正则语言的各种复杂性性质。正则语言$L$的商复杂度是$L$的左商的数量;这与$L$的状态复杂度相同。正则语言$L'$是正则语言$L$的方言,如果它与$L$只有轻微的不同。正则语言上的运算的商复杂度是运算结果的最大商复杂度,表示为操作数的商复杂度的函数。在某些类${\mathcal C}$中的正则语言的序列$(L_k,L_{k+1},\dots)$称为流,其中$n$是$L_n$的商复杂度。如果流的语言$L_n$满足所有基本度量的复杂度上限,则流在类${\mathcal C}$中是最复杂的。已知在正则语言类、无前缀语言类以及右理想、左理想和双侧理想类中存在这样的最复杂流。与此相反,我们证明了在无后缀的正则语言类中不存在最复杂的流。然而,我们展示了一个三进制后缀自由流,满足产品的界限,其限制二进制字母满足明星和布尔运算的界限。我们还展示了一个五进制流,满足布尔运算,逆转,语法半群的大小,和原子的复杂性的界限。此外,我们解决了一个公开的问题,在二进制的情况下,两个语言的商复杂度$m$和$n$的产品的界限,它可以满足无限多$m$和$n$。
2016-12-12 cs.FL
On the Hierarchy of Block Deterministic Languages
正则语言是$k$ -前视确定性的(分别是$k$ -块确定性),如果它是由$k$ -前瞻确定性(分别$k$ -块确定性)正则表达式。正则语言的这两个子类分别由Han和Wood($k$ -前视决定论)和Giammarresi等人($k$ -块决定论)引入,作为由Brüggemann-Klein和Wood定义和表征的一元无歧义语言的可能扩展。在本文中,我们研究了这些家庭的层次和包含环节。我们首先表明,每个$k$块确定性语言是一些一个明确的语言的字母图像。此外,我们表明,从一个最小的DFA的$k$块确定性正则语言的转换到一个$k$块确定性自动机不仅需要状态消除,并证明了由汉和伍德的适当的层次结构在$k$块确定性语言的基础上,这个结果是错误的。尽管有这些结果,我们通过给出一个参数化的家庭,有一个适当的层次结构,在$k$块确定性正则语言。通过研究一元正则表达式的特殊性质,证明了在$k$ -前视确定性正则语言中存在一个适当的层次结构.最后,利用我们的有效结果,我们证实了家庭的$k$块确定性正则语言是严格包括在一个$k$ -前瞻确定性正则语言通过显示任何$k$ -块确定性一元语言是一个明确的。
2015-12-17 cs.FL
Regular Separability of Well Structured Transition Systems
本文研究了具有向上兼容性和向下兼容性的良构转换系统(WSTS)所识别的语言。我们的第一个结果表明,在非常温和的假设下,每两个不相交的WSTS语言都是正则可分的:存在一个正则语言包含其中一个,并且与另一个不相交。因此,如果一种语言及其补语都能被WSTS识别,那么它们必然是正则的。特别地,除了正则语言之外,WSTS语言的子类没有一个是在补数下封闭的。我们的第二个结果表明,对于Petri网,向后可覆盖性算法的复杂性产生了一个定期分离器的大小上界。我们用一个下界构造来补充它。
2018-07-05 cs.FL
Syntactic Complexity of Prefix-, Suffix-, Bifix-, and Factor-Free Regular Languages
正则语言的句法复杂度是它的句法半群的基数。正则语言的子类的语法复杂度是该类中语言的最大语法复杂度,作为这些语言的状态复杂度$n$的函数。我们研究了无前缀、无后缀、无双缀和无因子的正则语言的句法复杂性。证明了$n^{n-2}$是无前缀正则语言的一个紧上界。我们提出的性质的语法半群的后缀,bifix,和因子的正则语言,猜想紧上界的大小是$(n-1)^{n-2}+(n-2)$,$(n-1)^{n-3} + (n-2)^{n-3} + (n-3)2^{n-3}$,和$(n-1)^{n-3} + (n-3)2^{n-3} + 1$,分别,并展示这些语法复杂性的语言。
2011-11-18 cs.FL
A Complete Refinement Procedure for Regular Separability of Context-Free Languages
通常,当分析建模为上下文无关语言的系统的行为时,我们希望知道两种语言是否重叠。为此,我们提出了一个有效的半决策程序的上下文无关语言的定期可分性,反例指导抽象细化的基础上。我们提出了两种改进方法,一种是廉价但不完整的,另一种是完整但更昂贵的。我们提供了一个实验评估这个过程,并证明了它的实用性的范围内的验证和语言理论的实例。
2014-11-19 cs.FL
Regular realizability problems and context-free languages
我们研究正则可实现性(RR)问题,这是验证一个正则语言-问题的输入-和固定的语言称为过滤器的交集是否为非空的问题。在本文中,我们专注于上下文无关过滤器的情况。RR问题的数学复杂度是上下文无关语言复杂度的一个非常粗略的度量。这一特征与理性支配是相容的。我们提出的例子,P-完全RR问题,以及RR问题的例子,在类NL。此外,我们讨论RR问题与上下文无关的过滤器,可能有中等的复杂性。可能的候选者是具有多项式有界有理指数的语言。
2015-04-22 cs.FL
Quotient Complexity of Regular Languages
对正则语言上运算的状态复杂度的研究进行了回顾,提出了一种基于正则表达式导数的状态复杂度计算方法。由于状态复杂度是语言的一个属性,因此可以用形式语言的术语将其定义为语言的不同子项的数量,并称之为“商复杂度”。考虑了求语言f(K,L)的商复杂度的问题,其中K和L是正则语言,f是正则运算,例如并或并.因为导数可以用导数表示,所以可以用K和L的导数找到f(K,L)的典型商的公式。为了得到f(K,L)的子数的上界,我们所要做的就是计算有多少个这样的子是可能的,这使得自动机的构造是不必要的。许多例子说明了这种观点的优点。此外,新的一般性意见,以帮助在估计上界的商复杂性的常规操作。
2009-07-27 cs.FL
On the state complexity of closures and interiors of regular languages with subwords and superwords
正则语言$L$的向下闭包和向上闭包是通过分别收集其元素的所有子字和超字来获得的。通过分别收集在$L$中具有其所有子词和超词的词,双重地获得$L$的向下和向上内部。我们提供了最小的自动机识别这些封闭和内部的大小上下限。我们还考虑了正则语言闭包判定问题的计算复杂性。
2015-12-01 cs.FL
Deciding Whether a Regular Language is Generated by a Splicing System
剪接作为一种二进制的单词/语言操作,其灵感来自于限制性酶和连接酶作用下的DNA重组,并由Tom Head于1987年首次引入。此后不久,证明了由(有限)拼接系统生成的语言形成了正则语言类的一个真子类。然而,是否可以决定给定的正则语言是否由拼接系统生成的问题仍然是开放的。本文对这一问题给予了肯定的回答。也就是说,我们证明,如果一种语言是由一个拼接系统生成的,那么它也是由一个拼接系统生成的,其大小是输入语言的语法幺半群的大小的函数,并且可以有效地构造。
2012-08-30 cs.FL
The Commutative Closure of Shuffle Expressions over Group Languages is Regular
我们表明,与迭代洗牌相结合的交换闭包是一个正则保持操作组语言。特别地,对于交换群语言,迭代混洗是正则保持操作。我们还给出了最小识别自动机的大小的界。然后,我们利用这些结果推导出任何群语言上的shuffle表达式的交换闭包,即,以任何顺序涉及shuffle、iterated shuffle、concatenation、Kleene star和union的表达式,从组语言开始,总是产生正则语言。
2021-08-18 cs.FL
Most Complex Deterministic Union-Free Regular Languages
正则语言$L$是无联合的,如果它可以用正则表达式表示而不需要联合操作。一个无联合语言是确定性的,如果它可以被一个确定性的单圈自由路径有限自动机接受;这是一个自动机,它有一个最终状态和从任何状态到最终状态的确切一条无圈路径。Jirásková和Masopust证明了确定性无联合语言中的基本运算反转、星形、乘积和布尔运算的状态复杂度与所有正则语言中的状态复杂度完全相同。为了证明边界满足,他们使用了五种类型的自动机,涉及自动机状态集的八种类型的变换。我们发现,对于每个$n\ge 3$存在一个三元证人的状态复杂性$n$,满足反转和产品的范围。此外,该见证对二进制字母表的限制满足星形和布尔运算的界限。我们还表明,严格的上界的状态复杂性的二进制操作,采取参数在不同的字母表是相同的任意正则语言。进一步证明了无并语言的极大句法半群和正则语言一样,也有$n^n$元素,且无并语言的原子的最大状态复杂度和正则语言的原子的最大状态复杂度相同.最后,我们证明了存在一个最复杂的union-free语言,满足所有这些复杂性措施的界限。总之,这证明了上述复杂性度量不能区分无联合语言和正则语言。
2018-01-02 cs.FL
Counting Subwords and Regular Languages
令$x$和$y$为单词。我们考虑这样的语言,其词$z$是作为$z$的子词的$x$和$y$的出现次数相同的语言(分别为,$x$的数量分别小于$y$的数量,小于或等于)。我们给出了$x$和$y$是正则语言的一个充要条件,并给出了如何有效地检验这个条件。
2018-06-20 cs.FL
Complexity of Left-Ideal, Suffix-Closed and Suffix-Free Regular Languages
一种语言$L$在一个字母表$Σ$上是后缀凸的,如果对于任何词$x,y,z\inΣ^*$,只要$z$和$xyz$在$L$中,则$yz$也在$L$中。后缀凸语言包括三种特殊情况:左理想语言、后缀闭语言和后缀自由语言。我们研究了这三种特殊的后缀-凸正则语言的复杂性。特别是,我们研究的商/状态复杂性的布尔运算,产品(串联),明星,并逆转这些语言,以及他们的语法半群的大小,和他们的原子的商复杂性。
2016-10-03 cs.FL
Non-regular unary language and parallel communicating Watson-Crick automata systems
2006年,Czeizler等人提出了并行通信的Watson-Crick自动机系统。他们证明了并行通信的沃森-克里克自动机系统可以接受非正则一元语言L={a^(n^2),其中n>1}使用非内射互补关系和三个组件。本文改进了Czeizler等人的工作,证明了并行通信的Watson-Crick自动机系统可以只使用两个组件接受同一语言L。
2015-10-07 cs.FL
Regular realizability problems and regular languages
我们研究正则可实现性(RR)问题,这是验证一个正则语言-问题的输入-和固定的语言称为过滤器的交集是否为非空的问题。考虑了两类依赖于正则语言表示的问题。如果输入上的正则语言由DFA表示,则我们得到(确定性)正则可实现性问题,并且我们证明了在这种情况下,对于任意正则过滤器,正则可实现性问题的复杂性是L-完全的或NL-完全的。我们还表明,在NFA的输入表示正则语言的情况下,问题总是NL-完全的。
2015-03-19 cs.CC cs.FL
Beyond $ω$BS-regular Languages: $ω$T-regular Expressions and Counter-Check Automata
在过去的几年里,人们提出了各种各样的ω-正则语言的扩展,包括ω B-正则语言(有界扩展的ω-正则语言),ω S-正则语言(严格无界扩展的ω-正则语言)和ωBS-正则语言(ωB-正则语言和ω S-正则语言的组合)。而前两类满足广义闭包性质,即ω B-正则的补(分别为,ω S-正则)语言是一种ω S-正则(或ω B-正则)一,最后一类在补下不闭。非ωBS-正则语言的存在是某些ω BS-正则语言的补充,并且表达了反应系统的相当自然的性质,这促使人们寻找其他行为良好的扩展ω-正则语言。本文引入了一类ωT-正则语言,它包含了非ω BS-正则的有意义语言。我们首先用ω T-正则表达式来定义它。然后,我们引入了一类新的自动机(反检查自动机),并证明了(i)它们的空性问题在PTIME中是可判定的,(ii)它们具有足够的表达能力来捕获ωT-正则语言(ωT-正则语言关于反检查自动机是否是表达完备的仍然是一个悬而未决的问题).最后,我们给出了ω T正则表达式到S1 S +U的编码。
2017-09-07 cs.FL cs.LO
Regular omega-Languages with an Informative Right Congruence
Yale University(耶鲁大学);Ben-Gurion University(本-古里安大学)
一个正则语言几乎完全由它的右同余关系来刻画。事实上,一个正则语言总是可以被一个与其右同余对应的自动机同构的DFA所识别,此后称为Rightcon自动机。这一点对于常规的欧米茄语言来说并不成立。正则Ω语言的右同馀并不足够;许多正则Ω语言都有平凡的右同馀,一般来说,并不总是可以定义一个Ω自动机来识别与右同馀自动机同构的给定语言。弱正则Ω-语言类确实有一个信息右同余。也就是说,任何弱正则Ω语言总是可以被一个同构于右con自动机的确定性Büchi自动机识别。弱正则欧米伽语言位于正则欧米伽语言的表达层次的较低层次。是否有更有表现力的正则欧米茄语言的子类具有信息右同余?我们能用一个平凡的右同余来完全刻画这类语言吗?在本文中,我们试图把这个大难题的一些额外的部分。
2018-09-10 cs.FL cs.LG
Regular Monoidal Languages
我们介绍了自由monoidal范畴中态射的正则语言,以及它们的相关文法和自动机。这些方法颠覆了关于词和树的正则语言的经典理论,而且还在字符串图上开辟了更广泛的语言类别。利用Monoidal和Carnival限制范畴的代数来研究正则Monoidal语言的性质,并给出了确定Monoidal自动机可识别正则Monoidal语言的充分条件.
2022-07-01 cs.FL math.CT
An Automata Theoretic Approach to the Zero-One Law for Regular Languages: Algorithmic and Logical Aspects
0 - 1语言L是一种正则语言,其渐近概率收敛于0或1。在这种情况下,我们说L服从01定律。利用Eilenberg的簇论方法证明了正则语言服从0 - 1律当且仅当它的句法幺半群有0元。我们的证明给出了正则语言的0 - 1律的一个有效的自动机刻画,并由此导出了一个线性时间算法来检验给定的正则语言是否为0 - 1。此外,我们还讨论了正则语言的0 - 1定律的逻辑方面。
2015-09-24 cs.FL cs.LO
Extensions of $ω$-Regular Languages
我们考虑一元二阶逻辑在$ω$ -词上的扩展,这是通过添加一种不是$ω$ -正则的语言而得到的。我们表明,如果添加的语言$L$有一个中立的字母,那么由此产生的逻辑必然是不可判定的。一个推论是,$ω$ -正则语言是唯一可判定的布尔封闭的完整三元组在$ω$ -字。
2020-02-21 cs.FL cs.LO
It Is NL-complete to Decide Whether a Hairpin Completion of Regular Languages Is Regular
发夹完成是一种对形式语言的操作,它的灵感来自于生物化学中的发夹形成。发夹结构在DNA计算中自然发生。已知正则语言的发夹完备化是线性上下文无关的,但通常不是正则的。然而,一段时间以来,正则语言的发夹完备化的正则性是否是可判定的一直是一个悬而未决的问题。2009年,通过提供一个多项式时间算法,这个可判定性问题得到了积极的解决。在本文中,我们通过证明决策问题实际上是NL-完全的来提高复杂度。这个复杂性界限对单侧和双侧发夹完备化都成立。
2011-01-25 cs.CC cs.FL
Recognizing pro-R closures of regular languages
给定一个正则语言L,我们有效地构造了一个一元半群,它能识别L在自由一元半群中相对于所有有限R-平凡半群的伪簇R生成的一元半群簇的拓扑闭包.特别地,我们得到了一个新的有效的解决方案的分离问题的正则语言的R-语言。
2019-05-24 cs.FL math.GR
The Dissecting Power of Regular Languages
近年来对正则语言和上下文无关语言的结构性质的研究极大地促进了我们对这些语言复杂行为的基本认识。我们继续研究如何正则语言的行为时,他们需要削减许多无限的语言。一个特殊的兴趣在于这样一种情况,即正则语言需要将给定的无限语言“解剖”成两个无限大小的子集。每一种上下文无关语言都被精心挑选的正则语言分解(或者说它是REG可分解的)。在一个更大的图片,我们表明,不断增长的语言和半线性语言是REG解剖。在一定的自然条件下,半线性语言的补语和有限交也成为REG-可剖分的。受限于有界语言,许多上下文无关语言的交集,更令人惊讶的是,有界上下文无关语言上的整个布尔层次结构都是REG-可分割的。作为一个直接的应用程序的REG-dissectability,我们展示了另一个结构的属性,其中一个适当的有界上下文无关的语言可以“分离与无限的利润”两个给定的嵌套无限有界上下文无关的语言。
2012-12-12 cs.CC cs.FL
Characterization and Decidability of FC-Definable Regular Languages
Humboldt-Universität zu Berlin(柏林洪堡大学);Loughborough University(拉夫堡大学)
本文研究了FC可定义正则语言的特征化与可判定性,提出了一种基于星-Free广义正则表达式的简洁描述方法。
2026-07-31 cs.FL cs.LO