Vince Jiang

CSCI3130 / 课程伴读 · 本站更新

CSCI3130 L06 Part 4 范式小测

课程:CSCI3130 Formal Languages and Automata Theory · 资料包,学期待核 本讲:L06 Part 4 范式小测 · 原件 L06-文法变换与范式-资料包.pdf(本地课件) p.63–64 定位:按消空、消单位、隔离终结符、二叉化的顺序完成原讲义小测。 前后:上一份 L06-P3-CYK成员算法.md

从含空规则文法到 CNF(p.63–64)

题面(本讲 · Quiz · p.63;图片,视觉读取;公式按原题重排)

p.63 Convert the grammar

S→AB∣aB,A→abb∣λ,B→bbAS\to AB\mid aB,\quad A\to abb\mid\lambda,\quad B\to bbA

into Chomsky normal form.

先算可空集合:只有 A,B 含不能消去的 bb,S 的两分支都含 B,均不可空。消 A→空时,S→AB 增 S→B,B→bbA 增 B→bb;其余规则保留。因此中间文法 S→AB∣B∣aB,A→abb,B→bbA∣bbS\to AB\mid B\mid aB,A\to abb,B\to bbA\mid bb。

再消单位 S→B,将 B 的两条非单位右侧搬给 S:S→AB∣aB∣bbA∣bbS\to AB\mid aB\mid bbA\mid bb。引入 Va→a,Vb→bV_a\to a,V_b\to b,并定义 Vc→VbVbV_c\to V_bV_b 组合 bb、Vd→VaVbV_d\to V_aV_b 组合 ab。p.64 的最终文法为

S→AB∣VcA∣VaB∣VbVb,A→VdVb,B→VcA∣VbVb,Vc→VbVb,Vd→VaVb,Va→a,Vb→b. \begin{aligned} S&\to AB\mid V_cA\mid V_aB\mid V_bV_b,\\ A&\to V_dV_b,\\ B&\to V_cA\mid V_bV_b,\\ V_c&\to V_bV_b,\qquad V_d\to V_aV_b,\\ V_a&\to a,\qquad V_b\to b. \end{aligned}

名称中的 c、d 只是辅助变量标签,不表示增加了终结符 c、d。每条长右侧现在恰两变量,每条短右侧恰一终结符。原文法 B 生成 bb 或 bbabb,A生成空或abb,故 S 的六个成员为 bb、bbabb、abbbb、abbbbabb、abb、abbabb。新文法四条 S 分支分别覆盖 AB的非空A版本、B的bbabb版本、aB的两版本、B的bb版本,逐个相同;空串仍不属于语言。

考试角度:(C 级 通识)常见考法是检查消空后新增的单位规则是否处理,再逐条检查最终 CNF 的类型。

用六个成员定位是哪一步漏了分支(补充)

原 A 有两种结果:空、abb;原 B 是 bb 后接 A,所以也有两种:bb、bbabb。S→AB 给四种组合:空·bb=bb,空·bbabb=bbabb,abb·bb=abbbb,abb·bbabb=abbbbabb;S→aB 再给 abb、abbabb。这里组合恰好全部不同,所以六个成员无须去重。

若新文法漏 bb 和 bbabb,往往是消 A 可空时没有补 S→B;若只漏 bb,检查 B→bb 是否漏补,或消 S→B 时只复制了 B 的一条出口。若多生成空串,则不应给 S 加空规则:S 每条原分支均含不能消失的 B,原 S 不可空。有限语言在这个例子中能完整列举,因而比只验一个合法串更有诊断力;对无限语言仍需依赖变换的普遍双向对应。

自检:能把辅助变量 Vc 任意换成现有 A 吗?

新变量是否只表示指定的 bb,现有 A 还能生成什么?

展开推理与答案

不能随意复用。A 在最终文法生成 abb,而 Vc 用来生成 bb;替换会改变输出。辅助名字可以改,但必须保持全局一致且不与含有其他产生式的旧变量发生冲突。

按范式形状逐条验收(p.64)

S 的四个右侧 AB、VcA、VaB、VbVb 都是两个变量;A 的 VdVb、B 的 VcA/VbVb、Vc 的 VbVb、Vd 的 VaVb 也都是两个变量;Va→a、Vb→b 是单终结符。没有单位右侧,没有空右侧,也没有长于两个变量的右侧。因此这里验证的不仅是语言相同,还验证了目标 CNF 的每一条形状约束。

本讲核心考点

  • 可空出现引入的单位规则(p.63,C 级)。
  • CNF 逐条检查与语言验算(p.64,C 级)。

附录

本部分没有需要另列的推导;定义与算例在相应页段内。

来源与证据

历史版本考试证据(本次未重新读取全部试卷):读了 HW01-2025T1-题目.pdf、HW01-2026T1-题目.pdf、HW02-2025T1-题目-更新.pdf、HW03-2025T1-题目.pdf、HW04-2025T1-题目.pdf、HW05-2025T1-题目.pdf、期中练习-含解答-学期待核.pdf、期末-2022T1-资料包.pdf、Final-Exam-2023T1-题目.pdf、Final-Exam-2024T1-题目.pdf、Final-Exam-2025T1-题目.pdf、期末-2023T1-资料包.pdf、期末-2024未核-资料包.pdf;未识别用途的 PDF:无

  • 原件:L06-文法变换与范式-资料包.pdf(本地课件),PDF p.63–64。

  • 本次独立学习修订:核对本讲64页文本,视觉复核 p.5–7、20–21、61、63–64;补全删除标记、完整规则与 CYK 正文计算。