Дана контекстно‑свободная грамматика G: S -> SS | a | b. К какому классу по иерархии Хомского принадлежит порождаемый ею язык, является ли грамматика неоднозначной, и как преобразовать эту грамматику в эквивалентное формальное описание (регулярное выражение или детерминированный автомат), если это возможно; обсудите методы устранения неоднозначности и условия применимости

22 Окт в 14:50
4 +4
0
Ответы
1
- Язык: порождаемый грамматикой G: S→SS∣a∣bG:\; S \to SS \mid a \mid bG:SSSab — все непустые строки над {a,b}\{a,b\}{a,b}: L(G)={a,b}+\;L(G)=\{a,b\}^+L(G)={a,b}+.
- Класс по иерархии Хомского: язык регулярный (Type-3). Грамматика как запись — контекстно‑свободная (Type-2) и не является праволинейной, но порождаемый ею язык принадлежит классу Type‑3.
- Неоднозначность: грамматика неоднозначна. Для любой строки длины n≥3n\ge 3n3 существует более одной разметки (разных бинарных деревьев разбиения); число различных деревьев для строки длины nnn равно каталанову числу
Catn−1=1n(2n−2 n−1 ), \mathrm{Cat}_{n-1}=\frac{1}{n}\binom{2n-2}{\,n-1\,},
Catn1 =n1 (n12n2 ),
напр., для w=aaaw=aaaw=aaa есть две разные левые/правые ассоциации:
S⇒SS⇒SSS⇒aSS⇒aaS⇒aaa S\Rightarrow SS\Rightarrow SS S\Rightarrow a S S\Rightarrow a a S\Rightarrow a a a
SSSSSSaSSaaSaaa
и
S⇒SS⇒SSS⇒SaS⇒aaS⇒aaa. S\Rightarrow SS\Rightarrow S SS\Rightarrow S a S\Rightarrow a a S\Rightarrow a a a.
SSSSSSSaSaaSaaa.

- Преобразование в эквивалентное регулярное описание: регулярное выражение
(a∣b)+ (a\mid b)^+
(ab)+
Можно дать детерминированный автомат: Q={q0,q1}Q=\{q_0,q_1\}Q={q0 ,q1 }, начальное q0q_0q0 , принимающее F={q1}F=\{q_1\}F={q1 }, переходы
δ(q0,a)=δ(q0,b)=q1,δ(q1,a)=δ(q1,b)=q1. \delta(q_0,a)=\delta(q_0,b)=q_1,\qquad \delta(q_1,a)=\delta(q_1,b)=q_1.
δ(q0 ,a)=δ(q0 ,b)=q1 ,δ(q1 ,a)=δ(q1 ,b)=q1 .

Эквивалентная (нераспространённая и однозначная) праволинейная грамматика:
S→aS∣bS∣a∣b, S\to aS\mid bS\mid a\mid b,
SaSbSab,
которая генерирует (a∣b)+(a\mid b)^+(ab)+ и не даёт неоднозначности (парсинг однозначно соответствует последовательности символов).
- Методы устранения неоднозначности и применимость:
- Для данного языка достаточно заменить правило S→SSS\to SSSSS на праволинейные правила (как выше) — стандартный способ для регулярных языков: построить NFA/DFA или праволинейную грамматику (конструкция гарантированно убирает неоднозначность для регулярных языков).
- В общем для контекстно‑свободных языков неоднозначность не всегда устранима: существуют фундаментально (встроенно) неоднозначные CFL; для них невозможно получить эквивалентную однозначную CFG. Для пригодных случаев используются методы рефакторинга грамматики, введение приоритетов/ассоциативности, преобразования в нормальные формы и попытки получить детерминированные подклассы (LL(k), LR(k)) — но успех зависит от языка.
22 Окт в 15:28
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир