自动机Greibach范式(GNF)

本文概述

  • 将CFG转换为GNF的步骤
GNF代表Greibach范式。如果所有生产规则都满足以下条件之一,则CFG(上下文无关语法)为GNF(Greibach范式):
  • 起始符号生成ε。例如,S→ε。
  • 生成终端的非终端。例如,A→a。
  • 一个非终端生成一个终端,后面跟着任意数量的非终端。例如,S→aASB。
例如:
G1 = {S → aAB | aB, A → aA| a, B → bB | b} G2 = {S → aAB | aB, A → aA | ε, B → bB | ε}

语法G1的生成规则满足为GNF指定的规则,因此语法G1在GNF中。但是,语法G2的生成规则不满足为GNF指定的规则,因为A→ε并且B→ε包含ε(仅起始符号可以生成ε)。因此语法G2不在GNF中。
将CFG转换为GNF的步骤步骤1:将语法转换为CNF。
如果给定的语法不在CNF中,请将其转换为CNF。你可以参考以下主题将CFG转换为CNF:Chomsky正常形式
步骤2:如果语法存在左递归,则将其消除。
如果上下文无关文法包含左递归,则将其消除。你可以参考以下主题来消除左递归:Left Recursion
步骤3:在语法中,将给定的生产规则转换为GNF形式。
如果语法中的任何生成规则不是GNF形式,请将其转换。
例:
S → XB | AA A → a | SA B → b X → a

解:
【自动机Greibach范式(GNF)】由于给定的语法G已经在CNF中并且没有左递归,因此我们可以跳过步骤1和步骤2,直接转到步骤3。
生产规则A→SA不在GNF中,因此我们用S→XB |生产规则A→SA中的AA为:
S → XB | AA A → a | XBA | AAA B → b X → a

生产规则S→XB和B→XBA不在GNF中,因此我们将生产规则S→XB和B→XBA中的X→a替换为:
S → aB | AA A → a | aBA | AAA B → b X → a

现在我们将删除左递归(A→AAA),得到:
S → aB | AA A → aC | aBAC C → AAC |ε B → b X → a

现在我们将删除零产生C→ε,我们得到:
S → aB | AA A → aC | aBAC | a | aBA C → AAC |AA B → b X → a

生产规则S→AA不在GNF中,因此我们用A→aC |代替。 aBAC |一个|生产规则S→AA中的aBA为:
S → aB | aCA | aBACA | aA | aBAA A → aC | aBAC | a | aBA C → AAC C → aCA | aBACA | aA | aBAA B → b X → a

生产规则C→AAC不在GNF中,因此我们用A→aC |代替。 aBAC |一个|生产规则C→AAC中的aBA为:
S → aB | aCA | aBACA | aA | aBAA A → aC | aBAC | a | aBA C →aCAC | aBACAC | aAC | aBAAC C → aCA | aBACA | aA | aBAA B → b X → a

因此,这是语法G的GNF形式。

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