【问题标题】:In computer science, what is NOT a formal language? [closed]在计算机科学中,什么不是形式语言? [关闭]
【发布时间】:2016-07-30 13:42:09
【问题描述】:

在维基百科https://www.wikiwand.com/en/Formal_language,我找到了正式语言的定义:

在数学、计算机科学和语言学中,一种形式语言 是一组可能受以下规则约束的符号字符串 是特定的。

这对我来说看起来很抽象。我无法想象任何不符合这个定义的语言。有没有人知道非正式语言是什么样的以及它如何不符合定义?

【问题讨论】:

  • 我投票结束这个问题,因为它不是关于在 SO 上应用该术语的限制范围内的编程。
  • @HighPerformanceMark,这太糟糕了,因为在我看来,最近关于 SO 的有趣问题严重不足。

标签: math compiler-construction computer-science


【解决方案1】:

让我先回答你的问题。 自然语言是形式语言的一个很好的非示例。英语和斯洛文尼亚语就是例子。他加禄语和塔里菲特柏柏尔语也是如此。不幸的是,语言学家似乎没有一个所有人都会同意的自然语言定义。

Noam Chomsky 在他 1956 年的论文 Three Models for the Description of Language 中著名地尝试使用上下文无关的 gammars 对自然语言进行建模。他在那篇论文中发明(或发现,如果你愿意的话)它们;尽管他没有那样称呼他们;虽然它们对模拟英语没有用处,但它们彻底改变了计算机科学。

形式上,形式语言只是有限字母表上的一组字符串。就是这样。

示例包括所有有效的 C 程序、所有有效的 HTML 文件、所有有效的 XML 文件、所有“平衡”括号字符串(例如 (), ()(), ((()))()(()), ...)、所有始终停止的确定性图灵机的集合(某种编码下的代码) ,可以用k-colors 着色的所有简单图形的集合(实际上是它们在某种编码下的代码),以1 结尾和开头的所有二进制字符串的集合,等等。

有些使用正则表达式(或等效的 DFA)很容易识别;有些无法使用 DFA 识别,但可以使用 PDA 识别(或者,等效地,可以使用上下文无关文法来描述);其他的不承认这样的描述,但可以被图灵机识别;有些甚至无法被图灵机识别(称为不可计算)。

这就是定义如此有用的原因。我们每天在 CS 中遇到的许多事情都可以用形式语言来表达。

为了对这个主题有很好的介绍,我强烈推荐 Hopcroft 等人的自动机理论、语言和计算简介

【讨论】:

    【解决方案2】:

    语言是由给定符号组成的一组序列。它可以是有限的,也可以是无限的(英语句子的集合是无限的,即使有句子,例如太长,即使是母语人士也无法理解)。如果它是有限的,那么任何对它的描述都是一个正式的定义。

    如果语言是无限的,比如涉及数字、两个二元运算符“+”、“*”和变量的算术表达式语言,那么你不可能列出属于该语言的所有字符串,但有时(参见 blazs 的在下面评论)你可以给出一个有限的描述作为一组规则。

    E := NUM​​ | v | E '+' E | E '*' E

    (其中 NUM 是数字序列,v 是变量)是无限集的有限描述。这就是它正式的原因。

    语音或语言演变等其他各个方面是不同的问题。这些也可以形式化。

    【讨论】:

    • 你不能用上下文无关的语法来描述一种形式语言……你有时需要更强大的机器。
    • 我从未说过生产系统的左侧必须是单个符号。如果你愿意,它甚至可以是 epsilon。
    • 好的,让T 成为所有确定性图灵机的集合,这些图灵机总是在有限步数后停止(在每个输入上)。给我一个描述。我会等。 :)
    • 当你说你会等的时候,你的意思是你甚至不打算吃饭:)?我在关于形式化的声明中添加了“有时”,以反映并非所有集合都适合。
    【解决方案3】:

    英语不是正式语言。它不仅仅是一组字符串;它有一种口语形式,随着时间的推移而演变,还有方言,以及各种正式语言所没有的其他东西。从一个十年到下一个十年,一种正式的语言无法获得“电子邮件”这个词。

    【讨论】:

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