Чи вирішується, чи обмежена вихідна довжина перетворювача довжиною входу?


10

Розглянуті тут перетворювачі - це ті, що у Вікіпедії називають перетворювачами кінцевого стану . Поведінка перетворювача , тобто відношення, яке він обчислює, записується [ T ] : слово y - вихід для x iff x [ T ] y .T[T]yxx[T]y

Питання: Чи вирішується така проблема:

Дано: перетворювач і регулярний мову L Визначте: Чи означає це вважати , що ∀ х ∈ L , ∀ у слова, х [ T ] у означає , що | у | ≤ | х | ?TL
∀x∈L∀yx[T]y|y|≤|x|

Я шукаю нетривіальний аналіз / вирішувані підкадри, зведення до відомих проблем та / або пов'язаних з цим посилань. (зараз навіть не впевнений, що це рішимо взагалі ...?)

Мотивація: ця проблема була натхненна аналізом / дослідженням автоматизованої теореми, що підтверджує число теоретичних задач в цілому, і досить вивченою, гіпотезі Колатца , зокрема.


2
ps (слід було б згадати, як давно відомо) FSM-перетворювачі досить потужні для обчислення одиночних ітерацій ТМ «миттєві описи» . отже , проблема , як видається , можливо, пов'язані з НКС і CSLs .
— vzn

За Ви говорите про кількість виходів на вході x , правда? Не розмір виходів, і в цьому випадку це було б досить просто. |F(x)|x
— Michaël Cadilhac

це і слова, і | F ( x ) | - довжина слова "вихід". Ви маєте кілька ідей, але не бачите нічого прямого на даний момент, звідси питання. його, мабуть, нетривіальний, наприклад, через ϵ входи / виходи на деяких переходах тощоx,F(x)|F(x)|ϵ
— vzn

Таким чином, ви неявно припускаєте, що ваш перетворювач функціональний - в нотації, мені не було зрозуміло :-) Тож щодо наступного: Нехай є (можливо, недетермінованим) перетворювачем, а L - заданою регулярною мовою. Змініть T на перетворювач T ', щоб він перевіряв, чи є його вхід у L , і чи всі його стани доступні та сумісні. Тоді | T ( w ) | ≤ | ш | для всіх w ∈ L iff немає простого циклу в перетворювачі T ′TLTT′L|T(w)|≤|w|w∈LT′для яких вхід менший, ніж вихід, і деякі додаткові прості властивості на переходах, які не з'являються в жодному SCC.
— Michaël Cadilhac

добре. для "вхід менший за вихід", який ви маєте на увазі протягом циклу? думаю, що це варто написати як відповідь. був інший спосіб сформулювати цю / пов’язану проблему з більш жорсткими критеріями, який, мабуть, не є (як) простим, можливо, спробую ще раз це ("частина 2 / продовження / подальший допис"), якщо ваша відповідь здасться правильною. ця поточна проблема, мабуть, майже окремий випадок широкої проблеми.
— vzn

Відповіді:


8

Інший учасник видалив свою відповідь, можливо, дозвольте мені поширити свій вище коментар, тож ось він.

Нехай - можливо недетермінований перетворювач, а L - звичайна мова. Змініть T у перетворювач T ', який перевіряє, чи є його вхід у L (шляхом, наприклад, зміни стану, встановленого на декартовий добуток наборів станів T і L , та модифікації функції переходу таким чином, що L частина станів належним чином оновлюється, зберігаючи поведінку Т. ).TLTT′LTLLT

Гілка з являє собою послідовність р 1 С 1 р 2 З 2 ⋯ р п З п р п + 1 таке , що р 1 р 2 ⋯ р п + 1 є прийняття простий шлях в Т ' , і кожен з З я це сильно пов'язаний компонент T ', стани якого включають призначення ρ i (і початок ρ iT′ρ1C1ρ2C2⋯ρnCnρn+1ρ1ρ2⋯ρn+1T′CiT′ρi ). Гілкаприручена,якщо:ρi+1

  1. Вхідна довжина шляху більша або дорівнює його вихідній довжині;ρ1ρ2⋯ρn+1

  2. Для будь-якого , будь-якого простого циклу в C i , довжина вводу циклу більша або дорівнює його вихідній довжині.iCi

Факт: Для будь-яких x , y , x [ T ′ ] y випливає | у | ≤ | х | ] iff всі гілки приручені.[x,yx[T′]y|y|≤|x| ]

Доказ досить негайний. Останнє властивість, яке визначається (оскільки кількість гілок обмежене і кількість простих циклів теж), це показує, що проблема питання вирішується.


1
З опису видно, що це навіть рішуче в NL (отже, P), якщо дається FSA. L
— Еміль Єржабек

Я надіслав вам повідомлення (вибачте, що не прочитав уважно ваш коментар перед публікацією), але, ймовірно, ви його не отримали після видалення відповіді :-) ... але тепер - як відшкодування за час - вам слід перейти на (і вирішити!) ця хитріша: " Відкрита проблема : Чи існує та обчислювальне кодування S n таке, що для всіх k ≥ 1 , L S n ≤ n = L S n ≤ n + k ?" :-D :-Dn≥1Sнк≥1L≤нSн=L≤н+кSн
— Marzio De Biasi

1
@ EmilJeřábek Дійсно, це досить чітко в ко-NL (отже, в NL).
— Michaël Cadilhac

@MarzioDeBiasi Дякую! Я дійсно не бачив вашого повідомлення ☺ Я попрацюю над поверненням вашого часу, коли у мене є якісь ☺
— Michaël Cadilhac
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.