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重新审视正则语言的 $k$-通用性

形式语言与自动机理论 2025-03-25 v1 数据结构与算法

摘要

ww 的子序列是满足 u=w[i1]w[i2]w[ik]u = w[i_1] w[i_2] \cdots w[i_k] 的词 uu,其中索引集 1i1<i2<<ikw1 \leq i_1 < i_2 < \dots < i_k \leq \vert w \vert。如果字母表 Σ\Sigma 上长度至多为 kk 的每个词都作为子序列出现在 ww 中,则词 ww 在字母表 Σ\Sigma 上是 \emph{kk-子序列通用的}。在本文中,我们重新审视 kk-ESU 问题,即对于给定的整数 kk,判断以非确定性有限自动机或正则表达式给定的正则语言是否包含 kk-通用词。[Adamson 等,ISAAC 2023] 证明了该问题是NP难的,即使在 k=1k=1 的情况下也是如此,并给出了关于输入字母表大小的FPT算法。在本文中,我们改进了上述算法结果,并完成了该问题关于其他参数的分析。也就是说,我们针对输入字母表的大小提出了一种更高效的 kk-ESU FPT算法,并针对输入自动机的状态数和输入正则表达式的长度提出了新的FPT算法。我们还讨论了相应的下界。我们的结果显著提高了对该问题的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.18611,
  title  = {$k$-Universality of Regular Languages Revisited},
  author = {Duncan Adamson and Pamela Fleischmann and Annika Huch and Tore Koß and Florin Manea},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18611},
  year   = {2025}
}