
【電】 contex-free grammar
上下文自由格式文法(Context-Free Grammar,CFG)是形式語言理論中的核心概念,用于描述一類具有層次化結構的語言規則。其定義為:一種由四元組( G = (V, Sigma, R, S) )構成的生成系統,其中:
層次化生成能力
CFG通過遞歸規則(如( S rightarrow aSb ))生成嵌套結構,可表達編程語言中的括號匹配、自然語言的從句嵌套等現象。該特性使其成為編譯器設計與語法分析的基礎工具。
與正則文法的區别
正則文法僅能描述線性模式(如有限自動機識别的字符串),而CFG可處理更複雜的樹狀結構。例如,正則文法無法描述( { a^n b^n | n geq 0 } ),但CFG可通過規則( S rightarrow aSb | epsilon )實現。
實際應用場景
“上下文自由格式文法”這一表述可能存在翻譯或概念混淆,實際在計算機科學和語言學中更常見的術語是“上下文無關文法”(Context-Free Grammar,CFG)。以下是綜合解釋:
核心定義
上下文無關文法是一種形式文法,用于描述編程語言或自然語言的結構。其核心特征是:每條産生式規則的左側僅包含一個非終結符,且規則的替換過程不受周圍符號(即“上下文”)影響。例如:
$$
A rightarrow alpha
$$
其中A是非終結符,α是終結符和非終結符的組合。
與“上下文”的關系
這裡的“上下文無關”指規則應用時無需考慮相鄰符號的語境,與日常語言中“上下文”指前後文關聯(如-3所述)形成對比。計算機領域的“上下文”更強調程式運行環境(如提到的配置狀态)。
典型應用場景
與其他文法的區别
| 文法類型 | 産生式規則限制| 應用場景|
|----------------|---------------------------|-----------------|
| 正則文法 | 僅允許線性結構(如A→aB)| 詞法分析|
| 上下文無關文法 | 左部為單個非終結符| 語法分析|
| 上下文有關文法 | 左部包含上下文符號| 複雜語言結構解析|
建議用戶核實術語準确性,若需具體數學定義或編程實現案例,可補充說明需求方向。
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