Πώς μπορούμε να σχεδιάσουμε ένα PDA που δέχεται πολλές γλώσσες;

Ένα μόνο PDA δεν μπορεί να δεχτεί άμεσα πολλαπλές μη σχετικές γλώσσες. Τα PDA έχουν σχεδιαστεί για να αποδεχθούν μια ενιαία γλώσσα χωρίς περιβάλλοντα. Για να χειριστείτε πολλές γλώσσες, πρέπει να χρησιμοποιήσετε μία από αυτές τις στρατηγικές:

1. Χρήση πολλαπλών PDAs: Η απλούστερη και πιο απλή προσέγγιση είναι να δημιουργήσετε ένα ξεχωριστό PDA για κάθε γλώσσα που θέλετε να αποδεχτείτε. Αυτό είναι παρόμοιο με την ύπαρξη πολλαπλών προγραμμάτων, το καθένα αφιερωμένο σε μια συγκεκριμένη εργασία. Όταν παρουσιάζεται με μια συμβολοσειρά εισόδου, θα χρειαστείτε έναν μηχανισμό (π.χ. έναν προ-επεξεργαστή ή έναν επιλογέα) για να προσδιορίσετε ποιο PDA θα χρησιμοποιηθεί με βάση κάποιο χαρακτηριστικό της εισόδου.

2. Χρησιμοποιώντας ένα μόνο PDA με τροποποιημένη είσοδο: Θα μπορούσατε ενδεχομένως να σχεδιάσετε ένα PDA που δέχεται μια * ένωση * πολλών γλωσσών, αλλά αυτό απαιτεί προσεκτική κωδικοποίηση της εισόδου. Θα πρέπει να προσθέσετε επιπλέον πληροφορίες στη συμβολοσειρά εισόδου για να υποδείξετε ποια γλώσσα ανήκει η συμβολοσειρά. Αυτή η "πρόσθετη πληροφορία" θα μπορούσε να είναι ένα πρόθεμα, ένα επίθημα ή ενσωματωμένοι δείκτες. Οι μεταβάσεις του PDA θα σχεδιάζονταν στη συνέχεια για να προσδιορίσουν πρώτα το αναγνωριστικό γλώσσας και στη συνέχεια να προχωρήσουν στην ανάλυση με βάση την αναγνωρισμένη γλώσσα. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να γίνει πολύπλοκη ανάλογα με τον αριθμό και τη φύση των γλωσσών. Είναι ουσιαστικά προσομοίωση πολλαπλών PDA σε ένα μόνο αυτοματοποιημένο.

3. Χρησιμοποιώντας ένα μηχάνημα κατάστασης ως προεπεξεργαστής: Δημιουργήστε ένα ντετερμινιστικό πεπερασμένο Automaton (DFA) για να ενεργήσετε ως προεπεξεργαστής. Αυτό το DFA θα αναλύσει την είσοδο και θα καθορίσει σε ποια γλώσσα ανήκει η συμβολοσειρά. Με βάση την έξοδο του DFA, το κατάλληλο PDA θα επιλεγεί από ένα σύνολο PDAs. Αυτή η προσέγγιση διαχωρίζει την αναγνώριση της γλώσσας από την ανάλυση, καθιστώντας το σχεδιασμό δυνητικά καθαρότερο και πιο αρθρωτό από την προηγούμενη μέθοδο.

Παράδειγμα (Μέθοδος 2 - Ενιαία PDA με τροποποιημένη είσοδο):

Ας πούμε ότι θέλουμε να δεχτούμε δύο γλώσσες:

* l1: Η γλώσσα των palindromes πάνω από {a, b} (π.χ., "aa", "aba", "babbab")

* l2: Η γλώσσα των χορδών με ίσο αριθμό «Α και« Β (π.χ. »AB», "AABB", "ABAB")

Θα μπορούσαμε να τροποποιήσουμε την είσοδο για να συμπεριλάβουμε έναν δείκτη:

* Για το L1:Προθέστε τη συμβολοσειρά με "1". (π.χ., "1ABA")

* Για το L2:Προθέστε τη συμβολοσειρά με "2". (π.χ., "2abab")

Τότε το PDA:

1. Διαβάστε το πρώτο σύμβολο (1 ή 2): Αυτό καθορίζει ποια γλώσσα επεξεργάζεται.

2. Με βάση το πρώτο σύμβολο: Τη μετάβαση σε μια κατάσταση που αντιστοιχεί είτε στη λογική ελέγχου του Palindrome (για το "1") είτε στη λογική του equal-and-b-checking (για το "2").

3. Επεξεργαστείτε την υπόλοιπη συμβολοσειρά: Το PDA χρησιμοποιεί τη στοίβα και τις μεταβάσεις της για να δεχτεί ή να απορρίψει τη συμβολοσειρά με βάση τους κανόνες της επιλεγμένης γλώσσας.

Σημαντικές εκτιμήσεις:

* πολυπλοκότητα: Οι μέθοδοι 2 και 3 μπορούν γρήγορα να γίνουν απίστευτα περίπλοκες εάν έχετε πολλές γλώσσες ή εάν οι γλώσσες είναι εξαιρετικά περίπλοκες. Το διάγραμμα κατάστασης και ο πίνακας μετάβασης θα αναπτυχθούν σημαντικά.

* Αποδοτικότητα: Πολλαπλές PDAs (μέθοδος 1) είναι γενικά πιο αποτελεσματικές από την προσπάθεια να τα συνδυάσουν, ειδικά για μεγάλο αριθμό γλωσσών.

* ασάφεια: Στη μέθοδο 2, η κωδικοποίηση εισόδου πρέπει να είναι ξεκάθαρη. Το PDA πρέπει να είναι σε θέση να καθορίσει με σαφήνεια ποια γλώσσα επεξεργάζεται με βάση το πρόθεμα ή τον δείκτη.

Συνοπτικά, ενώ δεν μπορείτε να κάνετε απευθείας ένα μόνο PDA να δεχτεί πολλαπλές αυθαίρετες γλώσσες ταυτόχρονα, χρησιμοποιώντας πολλαπλές PDAs ή μια εκλεπτυσμένη προσέγγιση με προεπεξεργασία είναι ο πρακτικός τρόπος αντιμετώπισης αυτής της απαίτησης. Η επιλογή εξαρτάται από την πολυπλοκότητα των γλωσσών και τους περιορισμούς του σχεδιασμού σας.