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自动机族的饱和问题

形式语言与自动机理论 2025-06-17 v1

摘要

确定性有限自动机族(FDFA)通过其最终周期词(UP词)表示正则ω语言。一个FDFA接受一对词,其中第一个分量对应UP词的前缀,第二个分量表示该UP词的周期。若对于每个UP词,要么全部要么没有表示该UP词的词对被接受,则称该FDFA为饱和的。我们证明判定给定FDFA是否饱和可以在多项式时间内完成,从而将已知的PSPACE上界指数级改进。我们通过展示所有正则ω语言类的表示的首个多项式学习算法来说明该结果的应用。此外,我们证明一个较弱的性质——称为几乎饱和——是PSPACE完全的。由于FDFA在不满载时不一定定义正则ω语言,我们也处理正则性问题并证明其是PSPACE完全的。最后,我们探索FDFA的一种变体——确定性弱自动机族(FDWA),其中UP词周期部分的语义考虑的是ω词而非有限词。我们证明FDWA的饱和性也可在多项式时间内判定,FDWA总是定义正则ω语言,并比较了这些不同模型的简洁性。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.13197,
  title  = {Saturation Problems for Families of Automata},
  author = {León Bohn and Yong Li and Christof Löding and Sven Schewe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.13197},
  year   = {2025}
}

备注

accepted to ICALP 2025