更新时间:2022-09-07 10:17
递归可枚举语言定义:设S⊆ Σ为一个语言,E是一个枚举器,若L(E) =S,则称E枚举了语言S。若存在这样 的E,S就称为递归可枚举语言。
注意,枚举器E可以以任意的顺序枚举语言L(E),而且L(E) 中的某个串可能会被E多次重复地打印。
图灵可识别语言定义:设是一台图灵机,若在输入串上运行后可进入接受状态并停机,则称接受串。所接受的所有字符串的集合称为所识别的语言,简称的语言,记作。
设是一个语言,若存在图灵机使得,则称图灵机识别,且称为图灵可识别语言。
下列定理揭示了递归可枚举语言和图灵可识别语言的联系。
定理:一个语言是图灵可识别的,当且仅当它是递归可枚举的。
证明:若有枚举器E枚举语言S,构造一个图灵机M如下:
对于输入ω
注意当ω ∉S时,M可能永不停机,但M所接受的语 言集合恰好是S,所以M识别了S。
假设我们有图灵机M识别语言S,构造一个枚举器E如下:
忽略输入
显然,这样构造的枚举器E最终输出的语言恰好就是S。注意S中的字符串并 没有在E中按字典序输出,而且同一个串可能会被E输出多次,但根据枚举器的定义,这些都是允许的。
递归可枚举语言在下列运算下是闭合的。就是说,如果L和P是两个递归可枚举语言,则下列语言也是递归可枚举的:
L的Kleene星号:
L和P的串接:
并集:
交集:
注意递归可枚举语言不闭合于差集和补集之下。
注意图灵可识别语言和图灵可判定语言的区别:若是图灵可识别语言,则只需存在一台图灵机,当的输入时,一定会停机并进入接受状态;当的输入时,可能停机并进入拒绝状态,或者永不停机。而若是图灵可判定语言,则必须存在图灵机,使得对于任意输入串,总能停机,并根据属于或不属于分别进入接受或拒绝状态。
并不是所有的语言都是图灵可识别的,可以证明存在图灵不可识别语言。