
【計】 Graibach normal form
格雷巴赫範式(Greibach Normal Form, GNF)是形式語言理論中上下文無關文法(Context-Free Grammar, CFG)的一種标準形式。其核心要求是:每個産生式規則的右部(right-hand side)必須以一個終結符(terminal symbol)開頭,且該終結符之後可以跟隨零個或多個非終結符(non-terminal symbol)。具體形式化定義為:
若文法 ( G = (V, Sigma, P, S) )(其中 ( V ) 為非終結符集,( Sigma ) 為終結符集,( P ) 為産生式集,( S ) 為起始符號)滿足格雷巴赫範式,則其所有産生式規則均形如:
$$
A rightarrow aalpha
$$
其中:
右線性起點
規則右部以終結符開頭,确保在語法分析(如自頂向下解析)時可直接匹配輸入字符串的首字符,避免左遞歸導緻的無限循環問題。
理論等價性
任何上下文無關文法均可轉化為等價的格雷巴赫範式(不含空産生式)。這一性質在計算理論中至關重要,例如用于證明下推自動機(PDA)與CFG的等價性。
解析效率
在自頂向下解析算法(如LL解析器)中,GNF文法可避免回溯,提升分析效率。因其規則結構明确,首字符匹配具有确定性。
範式命名來源
該範式由美國計算機科學家希拉·格雷巴赫(Sheila Greibach)于1965年提出并證明其存在性,故以她的姓氏命名。
中文術語 | 英文術語 |
---|---|
格雷巴赫範式 | Greibach Normal Form (GNF) |
上下文無關文法 | Context-Free Grammar (CFG) |
非終結符 | Non-terminal Symbol |
終結符 | Terminal Symbol |
産生式規則 | Production Rule |
下推自動機 | Pushdown Automaton (PDA) |
注:因未搜索到可直接引用的權威線上詞典資源,本文内容基于形式語言與自動機理論經典文獻,如Hopcroft與Ullman所著《Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation》。建議讀者參考此類教材獲取嚴謹定義及證明細節。
格雷巴赫範式(Greibach Normal Form,GNF)是上下文無關文法(CFG)的一種特殊規範形式,主要用于簡化語法分析和語言處理。以下是詳細解釋:
格雷巴赫範式要求所有産生式符合以下形式: $$A rightarrow aalpha$$ 其中:
這意味着每個産生式必須以終結符開頭,且終結符後隻能接非終結符。例如,産生式 ( S rightarrow bA ) 或 ( C rightarrow aCbb ) 均符合GNF要求。
以下文法符合GNF:
GNF常用于理論計算機科學和編譯原理領域,尤其在研究語言解析複雜性和設計高效語法分析算法時具有重要作用。
如需了解具體轉換步驟或定理證明,可參考形式語言與自動機理論的相關教材或文獻。
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