
【计】 Graibach normal form
格雷巴赫范式(Greibach Normal Form, GNF)是形式语言理论中上下文无关文法(Context-Free Grammar, CFG)的一种标准形式。其核心要求是:每个产生式规则的右部(right-hand side)必须以一个终结符(terminal symbol)开头,且该终结符之后可以跟随零个或多个非终结符(non-terminal symbol)。具体形式化定义为:
若文法 ( G = (V, Sigma, P, S) )(其中 ( V ) 为非终结符集,( Sigma ) 为终结符集,( P ) 为产生式集,( S ) 为起始符号)满足格雷巴赫范式,则其所有产生式规则均形如:
$$
A rightarrow aalpha
$$
其中:
右线性起点
规则右部以终结符开头,确保在语法分析(如自顶向下解析)时可直接匹配输入字符串的首字符,避免左递归导致的无限循环问题。
理论等价性
任何上下文无关文法均可转化为等价的格雷巴赫范式(不含空产生式)。这一性质在计算理论中至关重要,例如用于证明下推自动机(PDA)与CFG的等价性。
解析效率
在自顶向下解析算法(如LL解析器)中,GNF文法可避免回溯,提升分析效率。因其规则结构明确,首字符匹配具有确定性。
范式命名来源
该范式由美国计算机科学家希拉·格雷巴赫(Sheila Greibach)于1965年提出并证明其存在性,故以她的姓氏命名。
中文术语 | 英文术语 |
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格雷巴赫范式 | Greibach Normal Form (GNF) |
上下文无关文法 | Context-Free Grammar (CFG) |
非终结符 | Non-terminal Symbol |
终结符 | Terminal Symbol |
产生式规则 | Production Rule |
下推自动机 | Pushdown Automaton (PDA) |
注:因未搜索到可直接引用的权威在线词典资源,本文内容基于形式语言与自动机理论经典文献,如Hopcroft与Ullman所著《Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation》。建议读者参考此类教材获取严谨定义及证明细节。
格雷巴赫范式(Greibach Normal Form,GNF)是上下文无关文法(CFG)的一种特殊规范形式,主要用于简化语法分析和语言处理。以下是详细解释:
格雷巴赫范式要求所有产生式符合以下形式: $$A rightarrow aalpha$$ 其中:
这意味着每个产生式必须以终结符开头,且终结符后只能接非终结符。例如,产生式 ( S rightarrow bA ) 或 ( C rightarrow aCbb ) 均符合GNF要求。
以下文法符合GNF:
GNF常用于理论计算机科学和编译原理领域,尤其在研究语言解析复杂性和设计高效语法分析算法时具有重要作用。
如需了解具体转换步骤或定理证明,可参考形式语言与自动机理论的相关教材或文献。
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