
【計】 recursively-enumerable language
遞歸可枚舉語言(Recursively Enumerable Language),又稱可遞歸枚舉語言或圖靈可識别語言(Turing-recognizable Language),是計算理論中一類重要的形式語言。以下是其詳細解釋:
定義:
一個語言 ( L ) 被稱為遞歸可枚舉語言,當且僅當存在一個圖靈機(Turing Machine),使得對于該語言中的任意字符串 ( w in L ),圖靈機能夠在有限步内停機并接受 ( w );而對于不屬于該語言的字符串 ( w otin L ),圖靈機可能停機拒絕,也可能永不停機(即進入無限循環)。換言之,圖靈機可以“枚舉”出該語言的所有成員,但無法保證枚舉出所有非成員。
核心性質:
可半判定性(Semi-decidability):
遞歸可枚舉語言的成員判定問題是“半可判定”的。若輸入串屬于該語言,則存在算法(圖靈機)能在有限時間内給出“是”的答案;若不屬于,算法可能無法終止。這與遞歸語言(Recursive Language)的完全可判定性形成對比。
枚舉性:
存在一個圖靈機可以按特定順序(如字典序)逐步輸出該語言的所有有效字符串。盡管枚舉過程可能永不停止(若語言無限),但每個屬于語言的串最終都會被輸出。
補集性質:
遞歸可枚舉語言的補集不一定是遞歸可枚舉的。若一個語言及其補集均為遞歸可枚舉,則該語言為遞歸語言(即可判定的)。
示例:
應用意義:
遞歸可枚舉語言是計算複雜性理論的基礎概念,定義了圖靈機可識别的語言範圍,對應計算上“可部分驗證”的問題。它在程式驗證、形式語言分析及不可判定性研究中具有核心地位。
權威參考來源:
遞歸可枚舉語言是計算理論中的重要概念,其核心特征與圖靈機的接受能力相關。以下是詳細解釋:
基本定義
遞歸可枚舉語言指存在一個圖靈機(或枚舉器)能夠枚舉其所有合法字符串的語言。具體來說:
與遞歸語言的區别
枚舉器的作用
枚舉器通過逐步生成語言中的字符串來實現“可枚舉”特性。例如,對于無限語言,枚舉器可能以如下方式工作:
實際意義與例子
數學形式化描述
設$L subseteq Sigma^*$為語言,若存在圖靈機$M$滿足:
$$
L = { w mid M text{ 接受 } w }
$$
則$L$為遞歸可枚舉語言。若進一步要求$M$對所有輸入停機,則$L$為遞歸語言。
總結來看,遞歸可枚舉語言通過圖靈機的接受能力定義,其核心在于“可枚舉性”而非“可判定性”,這為研究計算複雜性提供了理論基礎。
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