本書集作者30餘年相應課程的教學經驗和20餘年對專業教育的研究體會編著而成。自第1版在2003年齣版以來,受到讀者的厚愛,成為國內主創的、發行量大、優秀的形式語言與自動機理論教材。第1版獲北京市教學成果一等奬、北京市精品教材,第2版獲2008年度普通高等教育精品教材、北京市精品教材。
本書作為《形式語言與自動機理論》一書的配套讀物,按照原書的結構編寫而成。重點討論有關內容的講解和學習的要點、問題分析、求解思路和方法、注意事項、典型習題的解析等。按照小節給齣知識點和主要內容解讀。為讀者學習和掌握原書中的知識點和問題求解方法、體會問題求解的核心思想提供幫助,對教師和學生來說,閱讀這些內容都是有意義的。
l 通過模型建立、等價變換、性質分析,使讀者逐漸熟悉模型計算。層次分明,循序漸進,符閤認知規律,突齣設計形態,很好地體現瞭本專業理工兼有的特徵和學科“抽象第1”的基本教育原理。
l 引導能力導嚮的教育。以知識為載體,注重模型建立、構造、變換、證明的方法與思想探討,挖掘知識背後的內容,強化專業基本能力和創新能力的培養。
l 取材閤適,結構嚴謹,深入淺齣,把握知識點間的聯係,安排鋪墊,分散難點,突齣重點,努力化解深奧,保持基本內容抽象和形式化,通過思路錶達的可視化提高瞭易懂性,富有啓發性,使抽象、枯燥的內容變得吸引人。
l 配有大量難度適當、前後呼應、富有啓發性、努力結閤專業、宏觀和微觀兼有的習題。主教材附教學設計、縮寫符號、詞匯索引等,便於學習。
教學資源:
l 《形式語言與自動機理論 (第3版)》(ISBN 9787302318026):本書結閤作者30年講授形式語言與自動機理論的經驗,選擇和組織有關內容撰寫而成。全書分10章,介紹基礎知識,形式語言,文法,正則語言的文法、自動機、正則錶達式描述和性質,上下文無關語言的文法及下推自動機描述及其性質,圖靈機,上下文有關語言的綫性有界自動機描述等。本書的討論盡量追求問題求解的方法和思想,緻力於學生計算思維能力的培養。
l 主教材的PPT電子課件:可在清華大學齣版社網站下載。
本書是學習“形式語言與自動機理論”課程的優秀的經典教材,配套教學資源豐富。本書的PPT電子課件、配套的源代碼,可在清華大學齣版社官網http://www.tup.com.cn下載。
《“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材:形式語言與自動機理論教學參考書(第3版)》作為《形式語言與自動機理論(第3版)》(主教材)的配套教學輔導用書,按照主教材的結構編寫而成。《“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材:形式語言與自動機理論教學參考書(第3版)》包括有關內容的講解、學習要點、問題分析、求解思路和方法、注意事項。考慮到該課程習題求解具有相當的難度,以及給齣全部習題解答又不利於學生學習,隻給齣瞭典型習題的解析。為瞭引導讀者及時總結學習內容,按照小節給齣知識點和主要內容解讀,為讀者學習和掌握主教材中的知識點和問題求解方法,體會問題求解的核心思想提供幫助,對教師和學生來說,閱讀這些內容都是很有意義的。
蔣宗禮,1978年3月至1984年7月在哈爾濱工業大學計算機學科學習,曾到美國,加拿大進修,自1984年起先後在哈爾濱工業大學和北京工業大學主講編譯原理、形式語言與自動機理論、人工神經網絡等課程。國傢教學名師,國傢教學團隊負責人,國傢精品課程,國傢精品課程 、國傢精品資源共享課(立項)負責人,主編有國傢精品教材,獲國傢教學成果二等奬2項,另有師、航天部優秀青年教師等榮譽稱號。主要學術兼職有中國工程教育認證協會成員,教育部高等學校計算機類專業指導委員會副主任,全國高校計算機教育研究會理事長、中國計算機學會教育專業委員會副主任。
第1章 緒論
1.1 集閤的基礎知識
1.1.1 集閤及其錶示
1.1.2 集閤之間的關係
1.1.3 集閤的運算
1.2 關係
1.2.1 二元關係
1.2.2 遞歸定義與歸納證明
1.2.3 關係的閉包
1.3 圖
1.3.1 無嚮圖
1.3.2 有嚮圖
1.3.3 樹
1.4 語言
1.4.1 什麼是語言
1.4.2 形式語言與自動機理論的産生與作用
1.4.3 基本概念
1.5 小結
1.6 典型習題解析
第2章 文法
2.1 啓示
2.2 形式定義
2.3 文法的構造
2.4 文法的喬姆斯基體係
2.5 空語句
2.6 小結
2.7 典型習題解析
第3章 有窮狀態自動機
3.1 語言的識彆
3.2 有窮狀態自動機
3.3 不確定的有窮狀態自動機
3.3.1 作為對DFA的修改
3.3.2 NFA的形式定義
3.3.3 NFA與DFA等價
3.4 帶空移動的有窮狀態自動機
3.5 FA是正則語言的識彆器
3.5.1 FA與右綫性文法
3.5.2 FA與左綫性文法
3.6 FA的一些變形
3.6.1 雙嚮有窮狀態自動機
3.6.2 帶輸齣的FA
3.7 小結
3.8 典型習題解析
第4章 正則錶達式
4.1 啓示
4.2 正則錶達式的形式定義
4.3 正則錶達式與FA等價
4.3.1 正則錶達式到FA的等價變換
4.3.2 正則語言可以用正則錶達式錶示
4.4 正則語言等價模型的總結
4.5 小結
4.6 典型習題解析
第5章 正則語言的性質
5.1 正則語言的泵引理
5.2 正則語言的封閉性
5.3 Myhill�睳erode定理與DFA的極小化
5.3.1 Myhill�睳erode定理
5.3.2 DFA的極小化
5.4 關於正則語言的判定算法
5.5 小結
5.6 典型習題解析
第6章 上下文無關語言
6.1 上下文無關文法
6.1.1 上下文無關文法的派生樹
6.1.2 二義性
6.1.3 自頂嚮下的分析和自底嚮上的分析
6.2 上下文無關文法的化簡
6.2.1 去無用符號
6.2.2 去ε�膊�生式
6.2.3 去單一産生式
6.3 喬姆斯基範式
6.4 格雷巴赫範式
6.5 自嵌套文法
6.6 小結
6.7 典型習題解析
第7章 下推自動機
7.1 基本定義
7.2 PDA與CFG等價
7.2.1 PDA用空棧接受和用終止狀態接受等價
7.2.2 PDA與CFG等價
7.3 小結
7.4 典型習題解析
第8章 上下文無關語言的性質
8.1 上下文無關語言的泵引理
8.2 上下文無關語言的封閉性
8.3 上下文無關語言的判定算法
8.3.1 L空否的判定
8.3.2 L是否有窮的判定
8.3.3 x是否為L的句子的判定
8.4 小結
8.5 典型習題解析
第9章 圖靈機
9.1 基本概念
9.1.1 基本圖靈機
9.1.2 圖靈機作為非負整函數的計算模型
9.1.3 圖靈機的構造
9.2 圖靈機的變形
9.2.1 雙嚮無窮帶圖靈機
9.2.2 多帶圖靈機
9.2.3 不確定的圖靈機
9.2.4 多維圖靈機
9.2.5 其他圖靈機
9.3 通用圖靈機
9.4 幾個相關的概念
9.4.1 可計算性
9.4.2 P與NP相關問題
9.5 小結
9.6 典型習題解析
第10章 上下文有關語言
10.1 圖靈機與短語結構文法的等價性
10.2 綫性有界自動機及其與上下文有關文法的等價性
10.3 小結
10.4 典型習題解析
第11章 內容歸納
11.1 文法與語言
11.2 正則語言
11.3 上下文無關語言
11.4 圖靈機
第12章 教學設計
12.1 概述
12.2 課程內容體係
12.2.1 課程的基本描述
12.2.2 教學定位
12.2.3 知識點與學時分配
12.3 講授提示
12.3.1 重點與難點
12.3.2 講授中應注意的方法等問題
12.4 習題與實驗
12.4.1 指導思想
12.4.2 關於大作業和實驗
12.5 考試與成績記載
12.5.1 成績評定
12.5.2 考題設計
參考文獻
第3版前言FOREWORD培養創新人纔,對本科教育來講,主要是夯實基礎、訓練思維、養成探索之習慣。所以,創新能力(innovation ability)的培養不能著眼於眼前,簡單追求立竿見影,必須麵嚮未來,尋求可持續發展。所以,要追求雄厚的基礎(fundaments)、有效的思維(thinking)、勤奮的實踐(practice),這3點簡單歸納為“厚基礎、善思維、常實踐”,可以用如下公式錶示:I=F+T+P
首先是“厚基礎”,包括知識基礎和能力基礎。對計算機類專業人纔來說,重要的理論基礎主要來自於理論課程的學習。認真深入地讀幾本基礎性的書,深入理解其中的內容,使自己的思想水平上升到一個新的高度,是非常必要的。為瞭達到學習知識以提升能力的目的,就要在學習知識的同時,注重對其中蘊含的思想和方法的學習,培養主動探索意識與精神。其次是“善思維”。古人雲:“學而不思則罔,思而不學則殆。”要想將書中的知識轉化成自己的知識和能力,就必須在認真讀書的過程中勤奮地思考。在培養創新思維能力的過程中建立創新意識,形成創新能力。最後,“常實踐”是手段。在實踐中去加深理解,實踐探索。“動手能力”不能是狹義的,它不僅僅簡單地來自於下工廠、進企業、進實驗室的活動,更不是簡單地“編程序”。作為一名科技工作者,“動手”的關鍵在於“動腦”。
就計算學科而言,離開瞭理論的指導,就很難有高水平的實踐。作者認為,“理論,可以使人‘站到巨人的肩膀上’,並擁有一個‘智慧的腦’”;“實踐,需要用智慧的腦,練就一雙靈巧的手,去開創一個新世界”。不應該將理論和實踐教學割裂開,要有意識地將它們融在一起,這樣會收到事半功倍的效果。這就是說,既要“動手”又要“動腦”,要用高水平的動腦,去“指揮”高水平的動手,也就是“理性實踐”。而且,不同的專業、不同的課程需要不同形式的實踐。就本課程而言,認真地讀書,思考一些問題,做一些各種難度的練習,就是一種常規的實踐。在這個過程中領悟大師們的思維,從而達到訓練思維、提升思維水平的目的,不斷強化自己探索未知的意識,提升探索的能力。
這些能力導嚮教育的思想如何體現在教材中?如何引導讀者去發現問題、分析問題、解決問題?如何使得這些引導既深入又簡單?它們一直是作者努力探討的問題。在本書的寫作中,除瞭敘述基本的知識內容外,還努力進行著問題的分析,從而使這些分析在本書中占有很大的篇幅。建議讀者不要簡單地背定義、定理,要深入地理解,達到能夠用自己的語言錶達它們的程度。特彆要注意認真地閱讀分析部分,其中的某一句話可能會使讀者産生“恍然大悟”之感,而某一句話可能會引導讀者思考更深入的問題。希望讀者能夠仔細地閱讀這些內容,相信會有更多的收獲。
本套書自2003年1月齣版以來,其第1版在2004年獲北京市高等教育教學成果一等奬,2005年被評為北京市精品教材。該套書的第2版是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材,2008年被評為國傢級普通高等教育精品教材。本版作為普通高等教育“十二五”國傢級規劃教材齣版。作者看到,10年來,該教材一直受到讀者的歡迎和鼓勵,開設此課程的學校很多將其選為教材,使得該套教材成為國內同類教材中發行量和影響力最大的精品教材。另外,清華大學齣版社對本套教材的建設,給予瞭很大的支持,特彆是本書的責任編輯張瑞慶編審發揮瞭重要作用。在此,我們一並錶示真誠的感謝。我們相信,隨著計算機專業教育的發展,在大傢的支持下,該課程在高水平人纔的培養中將會進一步發揮作用。
對書中的錯誤,請讀者不吝賜教。
作者2013年2月
這本書的封麵設計,用一種沉穩的藍色作為主色調,搭配著燙金的“形式語言與自動機理論”幾個字,以及下方“十二五”和“國傢級規劃教材”的字樣,一眼就能看齣這是一本學術性強、分量十足的著作。當我第一次翻開它,那種厚重感便撲麵而來,仿佛承載著無數前人在理論計算機科學領域的智慧結晶。書頁的紙張質感也相當不錯,觸感溫潤,印刷清晰,即便長時間閱讀也不會感到刺眼。我對這本書的期待,更多是源於它作為“國傢級規劃教材”的背景,這意味著它的內容經過瞭嚴格的篩選和論證,定然是體係完整、邏輯嚴謹的。我所在的學習小組,對於形式語言和自動機理論這門課程的掌握程度參差不齊,有些同學甚至覺得這門學科抽象難懂,而我恰恰是其中比較頭疼的一員。我希望這本書能夠提供一種清晰的學習路徑,從最基礎的概念入手,循序漸進地帶領我們理解那些看似晦澀的數學模型和證明過程。尤其是“有限自動機”、“下推自動機”以及“圖靈機”這些核心概念,我希望這本書能夠給齣非常詳實、易於理解的解釋,並且輔以大量的例題和練習,幫助我們鞏固理解,並且能夠將理論知識轉化為解決實際問題的能力。雖然我還沒有深入閱讀,但僅從其“教學參考書”的定位來看,我堅信它能夠為我們這些學生提供最有效的指導,甚至能夠幫助我們發現這門學科的魅力所在,從而激發我們更深入的學習興趣。
評分“圖靈機”作為計算理論的終極模型,在這本書中得到瞭相當詳盡的闡述。作者在引入圖靈機概念時,並沒有直接拋齣復雜的定義,而是從“可計算性”這一更宏觀的角度齣發,引導讀者思考“什麼可以被計算”。這種思路的引入,讓我覺得非常有啓發性。書中的圖靈機模型,包括瞭“讀寫頭”、“紙帶”、“狀態”、“轉移函數”等核心組成部分,作者對每一個部分的解釋都非常到位,並且詳細描述瞭圖靈機的運行過程。我尤其欣賞作者在講解“停機問題”時,所采用的“反證法”,這一證明方法雖然經典,但在書中得到瞭清晰的呈現,讓我理解瞭為什麼有些問題是“不可計算”的。此外,關於“丘奇-圖靈論題”,這本書也給齣瞭清晰的解釋,讓我理解瞭圖靈機在定義“可計算性”上的重要地位。我感覺自己仿佛置身於計算機科學的殿堂,通過這本書,我正在一步步地接近那些最根本的理論原點,讓我對計算的本質有瞭更深刻的認識。
評分這本書在“下推自動機”的章節,讓我領略到瞭理論的精妙之處。作者對於“下推自動機(PDA)”和“確定性下推自動機(DPDA)”的區彆,以及它們各自的錶達能力,都做瞭非常細緻的闡述。我印象最深刻的是,作者通過對“平衡括號匹配”這類經典問題的分析,生動地展示瞭下推自動機的“棧”結構是如何工作的,以及它如何能夠處理那些依賴於“後進先齣”原則的語言。這種具象化的解釋,讓原本抽象的“棧”操作變得觸手可及。此外,書中對於“上下文無關文法(CFG)”和“下推自動機”之間等價性的證明,也進行瞭詳細的介紹,盡管證明過程有些復雜,但作者的邏輯梳理得非常清晰,讓我能夠一步步跟隨,最終理解它們之間的緊密聯係。書中的一些圖示,比如PDA的狀態轉換圖,都非常清晰地描繪瞭其工作原理,這極大地幫助瞭我剋服瞭對這一概念的畏難情緒。我感覺自己正在一步步地構建起對計算模型理論的整體認知,這本書無疑是其中的重要基石。
評分這本書在“語法分析”這一章節,將形式語言理論的實用性進一步提升。作者從“自頂嚮下”和“自底嚮上”兩種主要的語法分析策略齣發,詳細介紹瞭各種分析方法,如“LL(1)分析”、“LR(0)分析”、“SLR(1)分析”、“LALR(1)分析”以及“LR(1)分析”。我尤其欣賞作者在解釋這些分析方法時,不僅僅是給齣算法的步驟,還深入分析瞭它們的優缺點,以及在實際應用中的適用場景。例如,作者在講解“LR(1)分析”時,詳細描述瞭其強大的分析能力,但同時也指齣瞭其實現的復雜性,這讓我能夠理解在實際工程中,為何常常會采用“LALR(1)分析”這種摺衷的方案。書中提供的“語法製導翻譯”的概念,也讓我看到瞭如何將語法分析的結果,轉化為有意義的中間代碼或目標代碼,這對於理解編譯器的整個工作流程至關重要。這本書讓我對“形式語言與自動機理論”這門學科有瞭更深刻的理解,它不僅僅是枯燥的數學理論,更是構建現代計算機科學的重要基石。
評分這本書在“可判定性與不可判定性”這一章節,給我留下瞭深刻的印象。作者在解釋“可判定問題”和“不可判定問題”時,用瞭很多生動的例子,比如“停機問題”、“圖靈停機問題”等,讓我直觀地理解瞭哪些問題是計算機無法解決的。書中的邏輯推理非常嚴謹,從定義到證明,環環相扣,讓我逐步建立瞭對這些概念的認知。我尤其欣賞作者在講解“歸約”方法時,通過將一個已知不可判定的問題,與待判定的問題進行比較,從而證明其不可判定的過程,這種思維方式讓我覺得非常巧妙。書中還介紹瞭一些具體的不可判定問題,比如“二義性問題”、“等價性問題”等,這些都讓我對計算能力的邊界有瞭更清晰的認識。閱讀這一章節,讓我感到既震撼又興奮,因為它揭示瞭計算的極限,也讓我對計算機科學的發展有瞭更深的敬畏。這本書讓我明白瞭,理解計算的局限性,同樣是學習的重要組成部分。
評分這本書的“形式語言的層次結構”部分,讓我對不同類型的語言及其對應的自動機模型有瞭更全麵的認識。作者按照“喬姆斯基譜係”的劃分,從0型文法(短語結構文法)到3型文法(正則文法),逐一介紹瞭它們各自的特點、錶達能力以及對應的自動機模型。我尤其喜歡作者在講解不同類型文法和自動機之間的對應關係時,所使用的比喻和圖示,這讓抽象的概念變得更加生動易懂。例如,作者在對比不同類型文法對字符串的生成能力時,用“能力越來越強”來形容,非常形象。書中對“上下文有關文法”、“上下文無關文法”以及“正則文法”的區分,以及它們與“綫性界限自動機”、“下推自動機”和“有限自動機”的對應關係,都梳理得非常清晰。這讓我能夠從一個更高的維度去審視形式語言和自動機理論,理解它們之間是如何相互關聯、相互支撐的。這本書不僅教授瞭知識,更培養瞭一種係統性的思維方式。
評分讀完第一章,我被這本書的嚴謹性深深摺服。開篇對“形式語言”的定義,不僅僅是簡單地給齣公式,而是從“字母錶”、“字符串”、“語言”這些基本元素齣發,層層遞進,構建瞭一個完整的概念體係。作者在定義每個概念時,都力求精確,並且用清晰的語言加以闡述,即使是初學者也能快速把握其核心要義。我尤其欣賞作者在引入“文法”概念時,所使用的類比手法,雖然沒有直接點明,但那種“規則生成”的思想,與我們日常生活中的語言規則有異麯同工之妙,這極大地降低瞭抽象概念的理解門檻。在例題的選擇上,這本書也顯得尤為用心,每一個例題都緊密圍繞著剛剛講解的概念,並且答案的推導過程也十分詳盡,讓我能夠清晰地看到每一步邏輯是如何進行的,而不是簡單地給齣一個結果。這對於我這種需要“手把手”教學的讀者來說,簡直是福音。我曾嘗試閱讀過其他一些關於形式語言的資料,但往往因為缺乏係統性的講解和詳實的例證而感到挫敗,這本書恰恰彌補瞭我的這一遺憾。它不僅僅是一本教材,更像是一位經驗豐富的導師,耐心地引導著我一步步深入探索這個迷人的理論世界,讓我逐漸建立起對這門學科的信心。
評分本書在“計算的復雜性”這一章,為我打開瞭新的視野。在之前,我一直將注意力集中在“是否可計算”的問題上,而這一章則將我引嚮瞭“如何高效地計算”的領域。作者對“時間復雜性”和“空間復雜性”的定義,以及對P類問題和NP類問題的劃分,都做瞭非常清晰的講解。我尤其欣賞作者在解釋“NP完全問題”時,所采用的“多項式歸約”思想,雖然證明過程比較抽象,但作者通過一些具體的例子,比如“旅行商問題”、“布爾可滿足性問題”,讓我體會到瞭NP完全問題的普遍性和棘手性。書中的一些復雜度類彆的圖示,非常直觀地展示瞭不同復雜度類之間的包含關係,這讓我能夠快速地把握整個復雜性理論的框架。閱讀這一章,讓我意識到,在計算機科學中,解決問題的方式不僅僅是找到一個算法,更重要的是找到一個“好”的算法,能夠在閤理的時間和空間內完成計算。這本書讓我對算法的效率有瞭更深刻的理解,也激發瞭我對優化算法的興趣。
評分在我看來,這本書最齣彩的地方在於它對“有限自動機”的講解。作者並沒有止步於理論定義,而是花瞭大量的篇幅去介紹其在實際應用中的例子,比如“模式匹配”、“詞法分析”等。通過這些具體的應用場景,我纔真正理解瞭有限自動機的強大之處,它不僅僅是一個數學模型,更是解決許多現實問題的基礎。作者在講解“確定性有限自動機(DFA)”和“非確定性有限自動機(NFA)”時,對於它們之間的等價性證明,給齣瞭非常直觀的解釋,並且用圖示的方式輔助理解,這對於我這種視覺型學習者來說,幫助巨大。我尤其喜歡作者在講解“正則錶達式”時,將它與有限自動機之間一一對應的關係梳理得如此清晰,讓我能夠從兩個不同的角度去理解同一個概念,從而加深瞭記憶和理解。書中的一些練習題,難度適中,既能檢驗我們對基本概念的掌握程度,又能引導我們進行更深入的思考。我經常會花上一些時間去反復琢磨這些題目,直到完全理解其背後的邏輯。這本書就像一座寶藏,每一次翻閱都能從中挖掘齣新的知識和啓發。
評分這本書的“詞法分析器”章節,將形式語言理論與實際的軟件工程聯係瞭起來,這讓我覺得非常實用。作者在講解如何利用“有限自動機”和“正則錶達式”來構建詞法分析器時,給齣瞭非常具體的步驟和示例。我尤其欣賞作者在分析真實編程語言的詞法規則時,所展現齣的細緻入微。他不僅介紹瞭如何識彆關鍵字、標識符、運算符等基本詞法單元,還討論瞭如何處理注釋、字符串以及一些邊緣情況。書中關於“詞法分析器的實現”部分,提供瞭多種實現思路,並對它們的優缺點進行瞭分析,這讓我能夠根據實際需求選擇最閤適的方法。我感覺自己仿佛置身於一個真實的編譯器設計場景中,通過學習這本書,我能夠理解那些看似神秘的編譯器是如何工作的。它不僅教會瞭我理論知識,更讓我看到瞭理論如何轉化為實際應用,這對於我未來的學習和職業發展都非常有幫助。
不錯不錯。。
評分好書好書好書好書好書好書好書好書好書
評分買錯瞭,想買教科書,但這是參考書。上麵全是結論,卻沒有推論過程。而且課後習題答案很多沒有。
評分這本書對我的幫助很大!
評分快遞挺快的,書是正版的。
評分書內容不錯,物流也很快,點贊
評分這本書對我的幫助很大!
評分不錯不錯。。
評分有貨的時候送貨速度還是不錯滴。
本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息,本站不存儲任何數據與內容,任何內容與數據均與本站無關,如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度,google,bing,sogou 等
© 2025 windowsfront.com All Rights Reserved. 靜流書站 版權所有