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配对函数英文解释翻译、配对函数的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 pairing function

分词翻译:

配对的英语翻译:

conjugate
【计】 pairing

函数的英语翻译:

function
【计】 F; FUNC; function

专业解析

配对函数(Pairing Function)是一种数学工具,可将两个自然数唯一且可逆地映射为一个自然数。这一概念在计算机科学、集合论和编码理论中具有重要应用。以下从汉英词典角度解析其核心定义与特性:

  1. 基本定义

    配对函数在中文中译为"配对函数",英文对应"Pairing Function",其数学形式通常为双射函数(Bijection)。例如康托尔配对函数(Cantor Pairing Function)的表达式为:

    $$

    pi(k_1, k_2) = frac{1}{2}(k_1 + k_2)(k_1 + k_2 + 1) + k_2

    $$

    该公式可将任意两个自然数$k_1$和$k_2$映射为唯一整数。

  2. 关键特性

    • 可逆性:通过逆函数可还原原始数值对
    • 唯一性:不同输入对生成不同输出值
    • 空间效率:常用于压缩存储多维数据为单维序列(如数据库索引优化)
  3. 应用领域

    在计算机科学中,该函数被用于哈希算法设计、哥德尔数编码等场景。例如在递归理论中,哥德尔数利用配对函数对公式进行唯一编码。

  4. 变体类型

    除康托尔函数外,还存在:

    • 优雅配对(Elegant Pairing):适用于负整数扩展
    • 素数幂配对:基于素数唯一分解定理实现
  5. 权威参考

    《数学原理》(Principia Mathematica)对双射函数有系统论述,国际数学联盟(IMU)将配对函数列为离散数学基础工具。

网络扩展解释

配对函数(Pairing Function)是数学和计算机科学中一类特殊的函数,其主要作用是将两个自然数唯一且可逆地映射到一个自然数。这种函数常用于编码、数据压缩或证明集合的可数性等场景。


核心定义与性质

  1. 基本形式
    配对函数通常表示为 $pi: mathbb{N} times mathbb{N} rightarrow mathbb{N}$,将两个自然数 $n$ 和 $k$ 映射为唯一的自然数 $pi(n, k)$,且满足:

    • 双射性:每个自然数对 $(n, k)$ 对应唯一的自然数,反之每个自然数可唯一分解为原对。
    • 可计算性:正向映射和逆向映射均可通过算法高效实现。
  2. 经典示例:康托尔配对函数
    最常见的是康托尔配对函数,公式为: $$ pi(n, k) = frac{(n + k)(n + k + 1)}{2} + k $$ 其逆函数可通过解二次方程恢复原始 $(n, k)$。


应用场景

  1. 可数性证明
    证明自然数对 $mathbb{N} times mathbb{N}$ 与自然数集 $mathbb{N}$ 等势(即存在双射),从而说明有理数集等也是可数的。

  2. 数据编码
    在计算机中,将多维数据(如坐标、矩阵索引)压缩为单一整数存储或传输,例如数据库索引优化。

  3. 理论计算机科学
    用于哥德尔数(Gödel numbering)中,将程序或公式编码为唯一自然数,便于形式化证明。


逆向过程示例

以康托尔函数 $pi(n, k)=5$ 为例:

  1. 解方程 $frac{(n + k)(n + k + 1)}{2} + k = 5$;
  2. 通过逆向计算可得 $(n, k) = (1, 2)$。

其他变体


配对函数的核心价值在于其无损压缩和双向可逆性,为处理多维数据提供了数学基础。

分类

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