An Introduction to Formal Language Theory

An Introduction to Formal Language Theory pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Robert N. Moll
出品人:
页数:203
译者:
出版时间:1988-8-8
价格:USD 99.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780130342959
丛书系列:
图书标签:
  • pl
  • 形式语言
  • 自动机
  • 编译原理
  • 计算理论
  • 形式化方法
  • 离散数学
  • 计算机科学
  • 理论计算机科学
  • 正则表达式
  • 上下文无关文法
想要找书就要到 小美书屋
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

深入探究离散数学与计算的基石:一本关于形式语言与自动机理论的权威著作 《形式语言与自动机理论导论》 内容概述 本书旨在为读者提供一个关于形式语言理论与自动机理论的全面、深入且严谨的介绍。它不仅涵盖了经典理论的核心概念,还通过大量的实例、习题和应用场景,帮助读者建立起坚实的理论基础和直观理解。本书的叙事结构从最基础的数学工具和集合论概念出发,逐步构建起有限自动机、下推自动机以及图灵机这三大计算模型,并清晰地阐述了它们各自对应的语言类别(如正则语言、上下文无关语言、递归可枚举语言)。 核心章节与主题 第一部分:形式语言的基础 本书首先致力于为后续的理论打下坚实的数学基础。我们从集合论、逻辑学和离散结构的基本概念入手,特别是对函数、关系、归纳法的详尽回顾,确保所有读者都能以一致的数学视角进入主题。 随后,我们正式引入形式语言的核心概念:字母表(Alphabet)、字符串(String)与语言(Language)的严格定义。对语言的构造,特别是Kleene星运算(Kleene Star)和语言的并、交、串联等操作进行了细致的分析。 第二部分:正则语言与有限自动机 本部分是形式语言理论的起点,也是计算机科学中许多基础应用(如编译器前端、正则表达式匹配)的理论支撑。 有限自动机(Finite Automata, FA)的理论被系统地展开,包括确定性有限自动机(DFA)和非确定性有限自动机(NFA)的定义、转换和等价性。我们详细证明了NFA和DFA的等价性,并探讨了它们在识别特定语言方面的能力。 正则表达式(Regular Expressions)被引入作为描述正则语言的代数工具。我们建立了正则表达式与有限自动机之间的双向映射,清晰展示了两者在表达能力上的完全等同。 泵引理(Pumping Lemma for Regular Languages)的证明和应用是本章的重点。通过这个强大的工具,读者将学会如何严格证明一个给定的语言不是正则语言,从而理解正则语言的局限性。 最小化DFA的算法被详细阐述,展示了如何找到识别特定语言的最小状态机,这在工程实践中具有重要意义。 第三部分:上下文无关语言与下推自动机 随着计算复杂度的提升,我们需要更强大的模型来描述更复杂的结构,特别是编程语言的语法。 上下文无关文法(Context-Free Grammars, CFG)被定义为描述这类语言的核心工具。我们探讨了推导(Derivation)、分析树(Parse Trees)、句法分析(Parsing)等概念。 二义性(Ambiguity)问题被深入分析,并介绍了消除二义性的技术,例如引入乔姆斯基范式(Chomsky Normal Form, CNF)和乔姆斯基级数(Greiner-Hormann Normal Form)的简化过程。 下推自动机(Pushdown Automata, PDA)作为CFG所识别语言的识别模型被提出。我们证明了CFG与PDA的等价性,揭示了栈结构在处理嵌套和平衡结构(如括号匹配、函数调用)中的核心作用。 泵引理的扩展——上下文无关语言的泵引理被引入,用于证明诸如 ${a^n b^n c^n}$ 这样的语言不是上下文无关的。 第四部分:可判定性与图灵机 本书的第三部分转向了计算的极限,探索哪些问题是可计算的,哪些是不可计算的。 图灵机(Turing Machines, TM)作为最强大的通用计算模型被详尽描述。我们从其结构、工作方式到其变体(如多带图灵机)进行了深入探讨,并证明了这些变体在计算能力上是等价的。 递归语言(Recursive Languages)和递归可枚举语言(Recursively Enumerable Languages)的定义被引入,它们分别对应于可判定的问题和可识别的问题。 停机问题(Halting Problem)的不可判定性是计算理论中最深刻的结论之一。本书提供了康托尔对角线论证的详细推导,清晰地展示了通用图灵机无法解决自身停机性的悖论。 Rice 定理的应用被展示,揭示了关于可识别语言的非平凡属性都是不可判定的。 判定性与可识别性的关系被总结,为读者提供了一个清晰的计算能力层次结构图。 第五部分:计算的层次结构与回顾 最后一部分将前述所有理论进行整合,形成Chomsky 层次结构,从最弱的有限自动机到最强的图灵机,系统地梳理了四种语言类别之间的包含关系和计算模型之间的对应关系。 本书特色 1. 数学的严谨性与直观性的平衡: 每一项重要定理都附带了完整的、清晰的证明,同时辅以丰富的图示和直观解释,避免理论的晦涩难懂。 2. 面向应用的视角: 尽管侧重理论,但书中穿插了大量关于编译原理、形式化验证、正则表达式引擎设计等领域的实际应用案例,使读者能理解这些抽象概念的现实价值。 3. 丰富的练习与挑战: 每章末尾都包含难度分级的习题,从基础概念的巩固到需要深度思考的开放性问题,旨在培养读者独立解决问题的能力。 本书是计算机科学专业学生、理论计算机科学家、语言学家以及任何对计算本质和语言结构有深厚兴趣的专业人士的必备参考书。它不仅教授“是什么”,更深入探讨“为什么”和“如何证明”,为读者提供了一把通往计算理论核心知识的钥匙。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

我一直对计算的本质和语言的结构感到着迷,而《An Introduction to Formal Language Theory》这本书正好满足了我对这些问题的探索欲。它以一种严谨而又富有启发性的方式,引导读者深入理解计算过程的底层逻辑。这本书不仅仅是关于计算机科学的理论,更是关于一种思维方式——形式化思维。作者在书中非常注重培养读者的逻辑推理能力,通过一步步的证明和论证,让我们体会到数学在计算机科学中的重要性。我尤其欣赏书中对证明的清晰呈现,作者并没有直接给出结论,而是带领读者一步步推导出定理,这让整个过程充满了探索的乐趣。 书中关于判定问题(Decidability)和不可判定问题(Undecidability)的讨论,更是让我对计算的极限有了深刻的认识。图灵机作为一种通用的计算模型,其能力的边界成为了我们理解一切计算的基础。当读到不可判定问题的例子时,例如停机问题(Halting Problem),我第一次真切地感受到,并非所有的问题都是可以通过算法来解决的。这种对计算能力的局限性的认识,反而让我更加敬畏计算的强大,并激发了我对如何更有效地设计算法和解决问题的思考。书中对“可计算性”(Computability)和“复杂性”(Complexity)的初步介绍,也为我打开了新的视野,让我明白即使是可计算的问题,其解决的效率也是至关重要的。这本书就像一位循循善诱的导师,它不会直接给出答案,而是通过引导和启发,让我们自己去发现和理解那些深邃的原理。每当我合上书本,都会感觉自己的思维被拓宽了不少。

评分

我一直对“逻辑”和“推理”非常感兴趣,《An Introduction to Formal Language Theory》这本书正好契合了我的这种兴趣。书中严谨的数学证明和清晰的逻辑推理,让我受益匪浅。我特别欣赏作者在讲解定理时,所展现出的耐心和细致。他不仅仅给出证明,还会解释每一步的思考过程,这让我能够跟随他的思路,一步步地建立起对定理的理解。 书中关于“等价性”(Equivalence)的讨论,让我明白了不同形式化描述之间的联系。例如,正则文法、有限自动机以及正则表达式,它们都描述了同一类语言——正则语言。这种不同视角下的等价性,让我对问题的理解更加全面和深入。此外,书中关于“算法”和“计算”的讨论,也让我对计算机科学的本质有了更深的认识。它让我明白,计算机科学不仅仅是关于编程,更是关于如何抽象地描述和解决问题。这本书让我学会了如何用一种更加严谨和精确的方式来思考问题,这对于我在其他领域的研究和工作都有着重要的指导意义。

评分

我一直认为,理解计算机科学的底层逻辑,比仅仅掌握一些编程技巧更为重要。《An Introduction to Formal Language Theory》这本书正是提供了这样一种深入的视角。它让我看到了计算机是如何工作的,以及为什么它能够工作。书中关于计算模型,特别是图灵机的介绍,对我来说是一次深刻的启迪。图灵机作为一种抽象的计算模型,它以一种极其简单的方式,却能够模拟任何可计算的算法。我通过学习图灵机的构造和工作原理,对“算法”的本质有了更深的理解。 书中关于“可判定性”和“不可判定性”的讨论,尤其让我印象深刻。这些概念挑战了我对“解决问题”的直观认识,让我意识到并非所有的问题都能被计算机解决。这种对计算界限的认知,对于任何一个严肃的计算机科学家来说都是至关重要的。它教会我如何区分哪些问题是可以通过算法解决的,哪些是根本无法解决的。此外,书中对“复杂性理论”的初步介绍,也让我开始思考问题的“效率”问题。即使一个问题是可判定的,但如果解决它需要指数级的时间,那么它在实际应用中可能仍然是不可行的。这本书让我从“能否解决”的问题,进一步思考到“如何高效地解决”的问题,这对我今后的算法设计和优化有着深远的影响。

评分

坦白说,我曾经认为理论计算机科学是一门晦涩难懂的学科,充满了各种抽象的符号和复杂的公式。《An Introduction to Formal Language Theory》这本书却打破了我的这种固有印象。作者用一种非常平易近人的语言,一步步地引导我理解那些复杂的概念。我特别喜欢书中对于“形式化”的强调。它教会我如何将现实世界中的问题,抽象成数学模型,然后用严谨的逻辑去分析和解决。这种形式化的思维方式,是我在阅读这本书之前从未深入体会过的。 书中关于“语法制导翻译”(Syntax-Directed Translation)的思想,让我看到了形式语言理论在编译器设计中的实际应用。当我理解了如何利用文法来驱动程序的翻译过程,我才真正理解了编译器是如何工作的。书中关于“抽象语法树”(Abstract Syntax Tree)的概念,更是让我看到了如何用一种结构化的方式来表示程序的语法结构。这种抽象和结构化的思想,对于任何一个从事软件开发的人来说都至关重要。它让我学会如何将复杂的问题分解成更小的、更易于管理的部分。

评分

我是一个对概念的精确性有着极致追求的人,《An Introduction to Formal Language Theory》这本书恰恰满足了我的这种需求。书中对每一个概念的定义都极其严谨,不容许丝毫的模糊和歧义。从字母表、字符串的组合规则,到语言的生成和识别过程,作者都用数学的语言进行了清晰的阐释。这种严谨性让我对理论知识的理解更加深刻,也更加有信心去应用这些理论。我尤其喜欢书中对证明的详细展示,作者不仅仅是给出证明过程,还会解释每一步的逻辑依据,这让我能够跟随作者的思路,一步步地构建起对定理的理解。 书中对于不同类型文法的比较和区分,例如区分正则文法、上下文无关文法、上下文相关文法以及无限制文法,并分别给出其对应的自动机模型,让我对计算能力的层级有了清晰的认识。这不仅仅是理论上的区分,更是对不同计算模型能力上限的深刻洞察。我曾经对某些问题感到束手无策,而现在我能够通过分析问题的计算模型,判断其是否属于某种类型的语言,从而推断出其可解性。书中关于“归约”(Reduction)的思想,在我解决一些复杂的计算问题时给予了我极大的启发。通过将一个未知问题的求解转化为已知问题的求解,我能够更有效地找到解决方案。这本书就像一本严谨的数学手册,它让我学会用精确的语言去描述和分析计算世界。

评分

作为一个长期在软件开发一线摸爬滚打的工程师,我曾经认为形式语言理论离我的实际工作过于遥远,更像是纯粹的学术研究。然而,《An Introduction to Formal Language Theory》这本书却以一种令人意想不到的方式,将这些理论与我日常的工作紧密联系起来。书中关于文法的概念,例如BNF(Backus-Naur Form)的介绍,让我立刻联想到了我曾经写过的各种配置文件、DSL(Domain-Specific Language)以及解析器。我突然意识到,我一直在不自觉地运用着形式语言的原理。 书中对解析(Parsing)技术的深入探讨,尤其是 LL 和 LR 解析器的工作原理,更是让我茅塞顿开。我曾经花费大量时间去调试那些因为语法错误而导致的程序崩溃,而现在我明白了,这些错误往往是由于输入字符串不符合预设的语法规则而引起的。通过理解不同类型的文法和解析器,我能够更清晰地设计我的语言结构,从而减少潜在的错误。此外,书中关于正则表达式(Regular Expressions)的应用,更是与我的日常开发工作息息相关。从简单的文本搜索、替换,到复杂的日志分析和数据校验,正则表达都是我不可或缺的工具。这本书让我不仅仅停留在“会用”的层面,而是深入理解了正则表达背后的理论基础——有限自动机,这使得我能够更高效、更准确地构造复杂的正则表达式,并能更好地排查其问题。这本书让我重拾了对计算机科学基础理论的兴趣,并看到了理论知识如何能够反哺实践,提升我的工程能力。

评分

这本书简直是理论计算的启蒙之光,对于我这样初次涉足这个领域的读者来说,简直是救星。我记得我刚开始接触计算机科学时,对各种抽象的概念总是感到头疼,尤其是那些涉及“语言”和“自动机”的理论。它们听起来既古老又遥远,仿佛是专属于少数天才的领域。然而,《An Introduction to Formal Language Theory》这本书彻底改变了我的看法。作者以一种非常循序渐进的方式,将那些看似晦涩难懂的概念一层一层地剥开,展现在我面前。从最基础的字母表、字符串、语言的定义,到乔姆斯基文法(Chomsky Hierarchy)的四个层级,再到有限自动机(Finite Automata)、下推自动机(Pushdown Automata)以及图灵机(Turing Machines)这些核心概念,书中都进行了详尽而清晰的阐述。 令我印象深刻的是,作者不仅仅是罗列定义和定理,更重要的是,他通过大量的例子来佐证这些理论。这些例子涵盖了从简单的字符串匹配到更复杂的程序设计语言的语法分析等实际应用场景。每当我遇到一个难以理解的定义时,总能找到一个恰当的例子来帮助我建立直观的认识。尤其是关于正则语言(Regular Languages)和其对应的有限自动机的部分,作者通过生动的类比,将抽象的状态转移过程具象化,让我能够清晰地看到自动机是如何一步步“读取”输入字符串并做出判断的。而当进入到上下文无关文法(Context-Free Grammars)和下推自动机时,作者更是巧妙地运用了栈(Stack)这一数据结构的概念,将原本复杂的语法解析过程变得触手可及。书中的习题设计也十分巧妙,从基础的概念理解题到需要综合运用多个知识点的综合题,都为我提供了绝佳的练习机会。做这些习题的过程,我不仅巩固了知识,更锻炼了我的逻辑思维能力。可以说,这本书为我打开了一扇通往计算理论世界的大门,让我看到了形式化方法在计算机科学中的强大力量和广泛应用。它让我不再惧怕那些看似枯燥的理论,反而激发了我进一步深入探索的兴趣。

评分

这本书是一本能够真正激发好奇心的书,它让我看到了理论的魅力。《An Introduction to Formal Language Theory》不仅仅是一本教科书,更像是一扇通往数学和逻辑推理世界的大门。作者以一种非常生动的方式,将抽象的理论变得触手可及。我尤其欣赏书中对于“归纳法”的运用,它贯穿于书中许多证明的始终,让我体会到数学证明的优雅和力量。从证明正则语言的闭包性质,到证明上下文无关文法的重要性,归纳法都起到了至关重要的作用。 书中关于“不可达状态”(Unreachable States)和“死状态”(Dead States)在有限自动机中的概念,让我学到了如何对自动机进行简化和优化。这种思想在实际的软件设计中也同样适用,如何去除冗余的代码和无用的功能,提高系统的效率和可维护性。而当我阅读到关于“泵引理”(Pumping Lemma)的部分时,我更是被它的巧妙所折服。通过一个简单的“泵引”操作,就能够证明某些语言不属于特定的语言类别,这无疑是一种强大的分析工具。这本书让我学到了很多解决问题的“技巧”和“方法”,这些技巧和方法不仅仅局限于形式语言理论,更可以应用到计算机科学的许多其他领域。

评分

我一直对语言的本质和计算的极限充满好奇,而《An Introduction to Formal Language Theory》这本书为我提供了一个极好的探索平台。书中对计算模型的介绍,特别是图灵机,让我对“计算”的定义有了更深刻的理解。我曾经以为只有复杂的计算机才能进行计算,而图灵机这个简单的模型却向我展示了计算的通用性和普适性。它让我意识到,任何可计算的问题,都可以通过一个足够大的图灵机来解决。 书中关于“不可判定性”的讨论,对我来说是一次观念的颠覆。当我第一次接触到停机问题时,我感到非常震惊,竟然存在着一些问题是无法通过任何算法来解决的。这种对计算边界的认知,让我更加审慎地对待那些看似可以解决的问题,并促使我思考哪些问题才是真正可以通过算法来有效解决的。此外,书中关于“复杂性类”(Complexity Classes),例如P类和NP类,也为我打开了新的研究领域。它让我开始思考问题的“难易程度”,以及如何区分哪些问题是“容易”解决的,哪些是“困难”解决的。这本书让我看到了理论研究的深度和广度,也激发了我对这些问题的进一步探索。

评分

这本书就像一本“扫盲”手册,它让我对计算机科学中的许多基础概念有了清晰的认识。《An Introduction to Formal Language Theory》以一种非常系统的方式,介绍了形式语言理论的核心内容。从最基础的字母表、字符串,到复杂的文法和自动机,作者都进行了详尽的阐述。我尤其喜欢书中对于“语言”这个概念的定义。它不仅仅是人类交流的工具,在计算机科学中,语言更是一种描述计算行为和结构的方式。 书中关于“正则语言”和“有限自动机”的对应关系,让我明白了为什么像正则表达式这样的工具在文本处理中如此强大。它们之所以有效,正是因为它们能够精确地描述一类具有特定结构的字符串,并且能够被一个高效的有限状态机来识别。而当我阅读到关于“上下文无关文法”和“下推自动机”的部分时,我更是被它们所能描述的语言的丰富性所震撼。这种能够描述嵌套结构的能力,正是许多编程语言语法的核心。这本书让我看到了不同计算模型之间的层级关系,以及它们各自所能表达的语言的范围。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有