Мінімізація багатомовних DFA


10

Мене цікавить невелике узагальнення DFA. Як звичайно, у нас встановлено стан , кінцевий алфавіт , a -дія, визначена на за допомогою , і початковий стан ; але замість звичайного термінального безлічі, ми беремо сімейство підмножин . Багатомовний DFA - це кортежQΣΣQδ:Q×ΣQq0(Ti)i1..nQM

(Q,Σ,δ,q0,(Ti))

і розпізнається iff для деяких . Визначте як сімейство мов, визнаних M, якщо хочете.LΣML={sΣ|q0sTi}i1..n(Li(M))i1..n

Гаразд, тепер для мого запитання: зважаючи на сімейство регулярних мов , я хочу знайти мінімальний багатомовний DFA як описано вище, таким, що для всі , тобто такі, щомінімізується на всіх таких машинах. Моє запитання: чи існують відомі ефективні способи зробити це, можливо, аналогічно стандартній теорії мінімізації DFA? І навпаки, чи є докази того, що ця проблема може бути важкою?(Li)i1..nMLi=Li(M)i1..n|Q|


7
Мені здається, що стандартний алгоритм на основі уточнення розділів, модифікований лише для початку розбиттям початкового набору станів, приймаючи / неприймаючи для кожного з заданих підмножин а не для одного набору , повинен просто працювати негайно. Чому б і ні? Він розбиває лише пари станів, коли вони повинні бути розбиті, тому він все ще створює найбільш грубе можливе уточнення станів. TiT
Девід Еппштейн

1
Доведення коментаря @DavidEppstein є легким, якщо для кожного визначити відношення еквівалентності iff , де - відношення еквівалентності Міхілла-Нерода. Потім можна продовжувати ті ж лінії, що і стандартний алгоритм мінімізації. xyxTiyixTiy
Шауль

не дуже розумію. відповідь на цю проблему знаходження мінімальної DFA об'єднання DFA з однаковими "налаштуваннями" за винятком різних кінцевих станів, кожен DFA за ? також дефініція розпізнавання , мабуть, не має сенсу, вона здається змішувати рядки та набори стану. 1..nL={...}
vzn

Точки ДевідЕппштейна і Шаула виглядають переконливо, я знайду деякий час, щоб перейти над теоремою Міхілла-Нерода, коли встигну переконати себе, що коефіцієнт все ще дає мінімальний автомат. Заднім числом це здається занадто очевидним.
gdmclellan

@vzn: напевно не хочеться об'єднати мови оригінального автомата; і може перекриватися. Багатомовним DFA з мовами і повинні бути в змозі звіту, що , наприклад, , але . Що стосується позначень, що використовуються для визначення розпізнавання мови, позначення визначається шляхом поширення на -дія на наступними правилами для всіх : . TiABsAsBδΣQqQ,σΣ,sΣqσ=δ(q,σ),q(sσ)=(qs)σ
gdmclellan

Відповіді:


14

Коротка відповідь . Враховуючи кінцеве сімейство регулярних мов , існує унікальний мінімальний детермінований повний багатоавтомат, що розпізнає це сімейство.L=(Li)1in

Деталі . Випадок відповідає стандартній конструкції, і загальний випадок не сильно відрізняється за духом. Давши мову і слово , нехай . Визначте відношення еквівалентності на , встановивши оскільки є регулярними, це порівняння має кінцевий індекс. Далі легко побачити, що кожен насичений і що для кожного , означаєn=1Luu1L={vAuvL}A

uvfor each LL, u1L=v1L
LiLiaAuvuava. Позначимо через порожнє слово і -класу слова . Нехай - детермінований багатоавтомат, визначений так:1[u]uAL=(Q,[1],,(Fi)1in)
  1. Q={[u]uA} ,
  2. [u]a=[ua] ,
  3. Fi={[u]uLi} .

За побудовою тоді і лише тоді, коли а значить приймає сімейство . Залишається довести, що мінімальний. Він насправді мінімальний у сильному алгебраїчному сенсі (що означає, що він має мінімальну кількість станів). Нехай і - два мультиавтомати. Морфізм - сюр'єктивна карта з на така, що[1]uFiuLiALLALA=(Q,q,,(Fi)1in)A=(Q,q,,(Fi)1in)f:AAQQ

  1. f(q)=q ,
  2. для , , 1inf1(Fi)=Fi
  3. для всіх і , .uAqQf(qu)=f(q)u

Тоді для будь-якого доступного детермінованого багатоавтомата приймає , існує морфізм від до . Щоб довести це, спочатку переконайтеся, що якщо , то . Тепер визначається де - будь-яке слово, таке, що . Тоді можна показати, що задовольняє трьом необхідним властивостям.ALAALqu1=qu2=qu1u2ff(q)=[u]uqu=qf

Кінець трохи схематичний, дайте мені знати, якщо вам потрібно більше деталей.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.