
【计】 recursively-enumerable language
递归可枚举语言(Recursively Enumerable Language),又称可递归枚举语言或图灵可识别语言(Turing-recognizable Language),是计算理论中一类重要的形式语言。以下是其详细解释:
定义:
一个语言 ( L ) 被称为递归可枚举语言,当且仅当存在一个图灵机(Turing Machine),使得对于该语言中的任意字符串 ( w in L ),图灵机能够在有限步内停机并接受 ( w );而对于不属于该语言的字符串 ( w otin L ),图灵机可能停机拒绝,也可能永不停机(即进入无限循环)。换言之,图灵机可以“枚举”出该语言的所有成员,但无法保证枚举出所有非成员。
核心性质:
可半判定性(Semi-decidability):
递归可枚举语言的成员判定问题是“半可判定”的。若输入串属于该语言,则存在算法(图灵机)能在有限时间内给出“是”的答案;若不属于,算法可能无法终止。这与递归语言(Recursive Language)的完全可判定性形成对比。
枚举性:
存在一个图灵机可以按特定顺序(如字典序)逐步输出该语言的所有有效字符串。尽管枚举过程可能永不停止(若语言无限),但每个属于语言的串最终都会被输出。
补集性质:
递归可枚举语言的补集不一定是递归可枚举的。若一个语言及其补集均为递归可枚举,则该语言为递归语言(即可判定的)。
示例:
应用意义:
递归可枚举语言是计算复杂性理论的基础概念,定义了图灵机可识别的语言范围,对应计算上“可部分验证”的问题。它在程序验证、形式语言分析及不可判定性研究中具有核心地位。
权威参考来源:
递归可枚举语言是计算理论中的重要概念,其核心特征与图灵机的接受能力相关。以下是详细解释:
基本定义
递归可枚举语言指存在一个图灵机(或枚举器)能够枚举其所有合法字符串的语言。具体来说:
与递归语言的区别
枚举器的作用
枚举器通过逐步生成语言中的字符串来实现“可枚举”特性。例如,对于无限语言,枚举器可能以如下方式工作:
实际意义与例子
数学形式化描述
设$L subseteq Sigma^*$为语言,若存在图灵机$M$满足:
$$
L = { w mid M text{ 接受 } w }
$$
则$L$为递归可枚举语言。若进一步要求$M$对所有输入停机,则$L$为递归语言。
总结来看,递归可枚举语言通过图灵机的接受能力定义,其核心在于“可枚举性”而非“可判定性”,这为研究计算复杂性提供了理论基础。
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