
【计】 invariance
在汉英词典视角下,"不变式"对应英文术语为"invariant",指在特定系统或变换过程中保持恒定属性的数学或逻辑表达式。这一概念广泛应用于计算机科学、数学建模及工程学领域,根据应用场景可分为以下三种典型类型:
数学不变式
指代数方程或几何变换中保持恒定的量值关系,例如二次曲线方程在坐标平移时保持的判别式特性。该定义符合《牛津数学词典》对不变量的形式化描述。
程序不变式
在计算机程序验证中,特指循环体执行前后始终成立的条件断言。Edsger Dijkstra在其结构化程序设计理论中强调,此类不变式是确保算法正确性的核心验证工具。
物理不变式
经典力学中的守恒定律(如能量守恒、动量守恒)构成物理系统演化的基本约束框架,与《朗道物理学教程》中阐述的对称性原理存在本质关联。
跨学科应用表明,不变式理论通过提取系统本质特征,为复杂问题建模提供了形式化验证基础。在编译原理领域,类型系统的健全性证明即依赖于程序语义不变式的严格保持。
关于“不变式”的详细解释如下:
不变式(Invariant)指在系统运行或程序执行过程中,始终保持不变的性质或约束条件。这一概念广泛应用于计算机科学、数学和人工智能领域,核心作用是确保系统状态的稳定性。
按作用范围分类
按约束强度分类
程序验证
通过前置条件、后置条件和循环不变式验证算法正确性,例如在Dijkstra最短路算法中维护节点距离不变式
系统架构
云计算中用于确保虚拟机迁移时的资源一致性,区块链中维护交易哈希链不可篡改性
并发编程
通过不可变对象(Immutable Object)避免竞态条件,如Java的String类采用不变模式
可通过访问法语词典了解其语言学对应词"invariant"的发音和变位形式。
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