Skip to content

可识别语言

Turing-recognizable language · Recursively enumerable language

存在图灵机对语言内输入接受、对语言外输入可拒绝或不停机的语言。

条目类型
定义

形式陈述

语言 LΣ 称为图灵可识别语言,若存在图灵机 M 满足:当 wL 时,M 最终接受;当 wL 时,M 可以拒绝,也可以永不停机。若对所有输入都停机,则 M 是判定器,L 可判定。等价地,可识别语言可以由枚举器列出;并且

L 可判定L 与 L 都可识别.

后一结论通过交错模拟两个识别器得到。

直觉

识别器提供单边可靠性:对“是”实例必须最终给出接受证据,非成员却可能被拒绝,也可能一直搜索、永远运行。因而“接受”是可有限验证的事件,“尚未接受”不是结论。这个不对称恰好容纳无界搜索——只要见证存在,按系统方式枚举总会找到;不存在见证时没有统一的停止时刻。判定器则必须在有限时间内同时解决正反两面。

上轨的成员必在有限步接受;下轨的非成员可以拒绝,也可以无限运行。
例子与边界

接受问题 ATM={M,w:M 接受 w} 可识别:直接模拟 M;它不可判定,其补语言也不可识别。一个有限语言当然可判定,因而可识别。可识别不等于“随机试验最终大概率发现”,定义要求每个成员输入确定地在有限步内被接受。

语言 NONEMPTYTM={M:L(M)} 可识别:按层交错模拟 M 在所有字符串上的运行,一旦某个输入被接受便接受机器编码。它由 Rice 定理可知不可判定,展示了“存在某个成功输入”天然给出半判定而非判定。

识别器若在非成员上始终明确拒绝,它就已经是判定器。概率上偶尔接受错误实例的过程也不是这里的识别器,因为定义要求语言恰好等于被接受输入集合,而非高概率近似。

推论与应用

可识别性刻画半判定过程、定理枚举和存在性搜索,建立递归可枚举集合、部分可计算函数定义域与图灵机接受语言之间的对应;在Chomsky 层级中,它正是最一般的 Type 0 语言层。枚举器与识别器等价:可交错模拟所有输入并输出被接受者,也可等待枚举器打印当前输入。若 L 与补语言都可识别,则并行运行两台机器得到判定器;这把余可识别语言与可判定性精确连接起来。

参考资料
  • Michael Sipser, Introduction to the Theory of Computation, 3rd ed., Cengage, 2013,Chs. 3–4, Turing-recognizable and decidable languages。
  • Alan M. Turing, “On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem,” Proceedings of the London Mathematical Society, 1936,Full paper, computable sequences and machine enumeration。
关系图谱14 个相邻概念 · 4 类关系

拖动节点调整位置。

显示关系

显示:依赖

  1. 前置三跳
  2. 前置二跳
  3. 前置一跳
  4. 当前条目
  5. 后续一跳
  6. 后续二跳
  7. 后续三跳
文字版关系按与当前条目的最短距离分组
分类位置

上位 / 更一般

暂未标注直接上位概念。

下位 / 直接特例

类型化关系