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Las máquinas que están en varios
lugares
Nosepuedeestarenlaprocesiónytocandolacampana—
Dichopopular
Ivan Meza
Autómata finito
Es una tupla (Q, Σ, q0, A, δ)
Q conjunto finito de estados
Σ un alfabeto
q0 estado inicial, q0 ∈ Q
A conjunto de estados finales, A ⊆ Q
δ función de transición δ: Q × Σ → Q
Estrategías diferentes entre AF y ER
ER: definir el patrón, cachar lo extra que no rompa el patrón
Descriptivo
AF: pensar que se necesita recordar para cachar el patrón
Procedural
Mayor flexibilidad a los AF
Problema
Un cobro de una máquina chicles de 5 pesos que sólo acepta
monedas de 1, 2 y 5 pesos
Σ = {1, 2, 5}
Secuencias posibles
{1, 1, 1, 1, 1}
{1, 1, 1, 2}
{1, 2, 2}
{5}
q₀ q₁₁ q₂₁ q₃₁ q₄₁ q₅
q₀ q₁₂ q₁₁­₁₂ q₂₁­q₁₂ q₅
q₀ q₁₁ q₁₁­₁₂ q₂₁­q₁₂ q₅
q₀ q₁₁ q₂₁ q₂₁­₁₂ q₅
q₀ q₁₁ q₂₁ q₃₁ q₅
q₀ q₁₂ q₂₂ q₅
q₀ q₁₂ q₁₁­₁₂ q₅
q₀ q₁₁ q₁₁­₁₂ q₅
q₀ q₅
1 1 111
2 1 1 1
1 2 1 1
1 1 2 1
1 1 1 2
2 2 1
2 1 2
1 2 2
5
Reorganizando
q₀ q₁₁ q₂₁ q₃₁ q₄₁ q₅
q₀ q₁₂ q₁₁­₁₂ q₂₁­q₁₂ q₅
q₀ q₁₁ q₁₁­₁₂ q₂₁­q₁₂ q₅
q₀ q₁₁ q₂₁ q₂₁­₁₂ q₅
q₀ q₁₁ q₂₁ q₃₁ q₅
q₀ q₁₂ q₂₂ q₅
q₀ q₁₂ q₁₁­₁₂ q₅
q₀ q₁₁ q₁₁­₁₂ q₅
q₀ q₅
1 1 111
2 1 1 1
1 2 1 1
1 1 2 1
1 1 1 2
2 2 1
2 1 2
1 2 2
5
Juntando
q₁₁ q₂₁ q₃₁ q₄₁
q₅
q₁₂ q₁₁­₁₂ q₂₁­₁₂
q₁₁ q₁₁­₁₂ q₂₁­₁₂
q₁₁ q₂₁ q₂₁­₁₂
q₀ q₁₁ q₂₁ q₃₁
q₁₂ q₂₂
q₁₂ q₁₁­₁₂
q₁₁ q₁₁­₁₂
1 1
1
1
1 1
2 1
1 2
1 1 1
2
1
2
1
1
1
1
2
2
2
2
1
1
2
1
2
1
5
¿Qué regla se rompe?
Automáta finito no
determinístico
Es una tupla (Q, Σ, q0, A, δ)
Q conjunto finito de estados
Σ un alfabeto
q0 ∈ Q estado inicial
A ⊆ Q estados finales
δ: Q × Σ → 2Q
El conjunto de conjuntos
Con el conjunto C, 2C es el conjunto de todos los conjuntos
posibles con elementos de C
Con {a, b}
2{a,b} = {∅, {a}, {b}, {a, b}}
Número de conjuntos 2|C|
La función de transición de un
AFND
δ: Q × A → 2Q
δ regresa un conjunto de estados
AF vs AFND
Ambos, son una tupla (Q, Σ, q0, A, δ)
AF AFND
Q Q
Σ Σ
q0 ∈ Q q0 ∈ Q
A ⊆ Q A ⊆ Q
δ: Q × A → Q δ: Q × A → 2Q
De nuevo
q₁₁ q₂₁ q₃₁ q₄₁
q₅
q₁₂ q₁₁­₁₂ q₂₁­₁₂
q₁₁ q₁₁­₁₂ q₂₁­₁₂
q₁₁ q₂₁ q₂₁­₁₂
q₀ q₁₁ q₂₁ q₃₁
q₁₂ q₂₂
q₁₂ q₁₁­₁₂
q₁₁ q₁₁­₁₂
1 1
1
1
1 1
2 1
1 2
1 1 1
2
1
2
1
1
1
1
2
2
2
2
1
1
2
1
2
1
5
Autómata ejemplo
Q = {q0, q11/1, q11/2, q11/3, q11/4, q11/5, q12/6, q12/7, q12/8,
q21/1, q11−12/2, q11−12/3, q21/4, q21/5, q22/6, q11−21/7, q11−21/8,
q31/1, q21−12/3, q21−12/4, q31/5, q21−12/8, q41/1, q5}
Σ = {1, 2, 5}
q0 = q0
A = {q5}
Función de transición
Q 1 2
q0 {q11/1, q11/2, q11/3, q11/4, q11/5} {q12/6, q12/7, q12/8}
q11/1 {q21/1} ∅
q21/1 {q31/1} ∅
q31/1 {q41/1} ∅
q41/1 {q5} ∅
q11/2 ∅ {q11−12/2}
q11−12/2 ∅ {q5}
Función de transición (cont.)
Q 1 2 5
q11/3 ∅ {q11−12/3} ∅
q11−12/3 {q21−12/3} ∅ ∅
q21−12/3 {q5} ∅ ∅
q11/4 {q21/4} ∅ ∅
q21/4 ∅ {q21−12/4} ∅
q21−12/4 {q5} ∅ ∅
q11/5 {q21/5} ∅ ∅
q21/5 {q31/5} ∅ ∅
q31/5 ∅ {q5} ∅
Función de transición (cont. 2)
Q 1 2 5
q12/6 ∅ {q22/6} ∅
q22/6 {q5} ∅ ∅
q12/7 {q11−12/7} ∅ ∅
q11−12/7 ∅ {q5} ∅
q12/8 {q11−12/8} ∅ ∅
q11−12/8 {q21−12/8} ∅ ∅
q21−12/8 {q5} ∅ ∅
Cadenas aceptadas por un AFND
δ∗ = δ∗(q, ϵ) = {q} q ∈ Q
δ∗(q, wa) = ⋃
r∈δ∗(q,w)
δ(r, a) q, r ⊆ Q, w ⊆ Σ∗, a ⊆ Σ
{
Acepta el siguiente pago: 122
δ∗(q0, 122) = ⋃
r1∈δ∗(q0,12)
δ(r1, 2)
= ⋃
r1∈⋃
r2∈δ∗(q0,1)
δ(r2,2)
δ(r1, 2)
= ⋃
r1∈⋃
r2∈⋃
r3∈δ∗(q0,ϵ)
δ(r3,1)
δ(r2,2)
δ(r1, 2)
= ⋃
r1∈⋃
r2∈⋃
r3∈{q0}
δ(r3,1)
δ(r2,2)
δ(r1, 2)
= ⋃
r1∈⋃
r2∈⋃
r3∈{q0}
δ(r3,1)
δ(r2,2)
δ(r1, 2)
= ⋃
r1∈⋃
r2∈δ(q0,1)
δ(r2,2)
δ(r1, 2)
= ⋃
r1∈⋃
r2∈{q11/1,q11/2,q11/3,q11/4,q11/5}
δ(r2,2)
δ(r1, 2)
= ⋃
r1∈{δ(q11/1,2)∪δ(q11/2,2)∪δ(q11/3,2)∪δ(q11/4,2)∪δ(q11/5,2)}
δ(r1,
= ⋃
r1∈{∅∪{q11−12/2}∪{q11−12/3}∪∅∪∅}
δ(r1, 2)
= ⋃
r1∈{q11−12/2,q11−12/3}}
δ(r1, 2)
= δ(q11−12/2, 2)⋃ δ(q11−12/3, 2)
= {q5}⋃ ∅
= {q5}
Para el AFND M = (Q, Σ, q0, A, δ)
La cadena w ∈ Σ∗ se acepta si:
δ∗(q0, w)⋂ A ≠ ∅
L(M) es el lenguaje conformado por cadenas aceptadas por M
δ∗(q0, 122) = {q5}
{q5} ∩ A = {q5} ∩ {q5} = {q5} ≠ ∅
La cadena se acepta
Reduciendo el AFND a un AF
Comenzar por codi car los estados de forma binaria
| q0, q11/1, q11/2, q11/3, q11/4, q11/5, q12/6, q12/7, q12/8,
q21/1, q11−12/2, q11−12/3, q21/4, q21/5, q22/6, q11−21/7, q1
q31/1, q21−12/3, q21−12/4, q31/5, q21−12/8,
q41/1, q5 | = 24
0-00000000-00000000-00000-0-0
2Q 1 2 5
1: 00000000
00000000 00000: 0: 0
0: 11111000:
00000000 00000: 0: 0*
0: 00000111
00000000 00000: 0: 0
*
0: 00000000
00000000 00000: 0: 1*
2Q 1 2 5
1: 00000000
00000000 00000: 0: 0
0: 11111000:
00000000 00000: 0: 0
0: 00000111 00000000
00000: 0: 0
0: 00000000
00000000 00000: 0: 1
0: 11111000
00000000 00000: 0: 0
0: 00000000 10011000
00000: 0: 0*
0: 00000000 01100000
00000: 0: 0*
∅
0: 00000111
00000000 00000: 0: 0
0: 00000000 00000011
00000: 0: 0*
0: 00000000 00000100
00000: 0: 0*
∅
0: 00000000
00000000 00000: 0: 1
∅ ∅ ∅
2Q 1 2 5
0: 00000000 10011000
00000: 0: 0
0: 00000000 00000000
10010: 0: 0*
0: 00000000 00000000
00100: 0: 0*
∅
0: 00000000 01100000
00000: 0: 0
0: 00000000 00000000
01000: 0: 0*
0: 00000000 00000000
00000: 0: 1
∅
0: 00000000 00000011
00000: 0: 0
0: 00000111 00000000
00001: 0: 0*
0: 00000000 00000000
00000: 0: 1
∅
0: 00000000 00000100
00000: 0: 0
0: 00000000 00000000
00000: 0: 1
∅ ∅
2Q 1 2 5
0: 00000000 00000000
10010: 0: 0
0: 00000000 00000000
00000: 1: 0*
0: 00000000 00000000
00000: 0: 1
∅
0: 00000000 00000000
00100: 0: 0
0: 00000000 00000000
00000: 0: 1
∅ ∅
0: 00000000 00000000
01000: 0: 0
0: 00000000 00000000
00000: 0: 1
∅ ∅
0: 00000111 00000000
00001: 0: 0
0: 00000000 00000000
00000: 0: 1
∅ ∅
2
Q
1 2 5
0: 00000000 00000000 00000: 1: 0 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 ∅ ∅
Renombrando los estados
Q
′
1 2 5
q0 q1 q2 q3
q1 q4 q5 qe
q2 q6 q7 qe
q3 qe qe qe
q4 q8 q9 qe
q5 q10 q3 qe
q6 q11 q3 qe
q7 q3 qe qe
q8 q12 q3 qe
q9 q3 qe qe
q10 q3 qe qe
q11 q3 qe qe
q12 q3 qe qe
q₀ q₁
q₂
q₃
q₄
q₅
q₆
q₇
q₈
q₉
q₁₀
q₁₁
q₁₂
1
2
5
1
2
1
2
1
2
2
1
1
1
1
1
1
1 1
2
2
¡Todo AFND puede ser reducido
a un AF!
¿Y acepta el mismo lenguaje?
Problema
Todos los cobros de una máquina chicles de 5 pesos que sólo
acepta monedas de 1, 2 y 5 pesos
Σ = {1, 2, 5}
q₀ q₁
q₂
q₃
q₄
q₅
q₆
q₇
q₈
q₉
q₁₀
q₁₁
q₁₂
1
2
5
1
2
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1 1
2
2
q₀ q₁
q₂
q₃
q₄
q₅
q₆
q₇
q₈
q₉
q₁₀
q₁₁
q₁₂
1
2
5
1
2
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1 1
2
2
ε
AFND-ϵ
Es una tupla (Q, Σ, q0, A, δ)
Q conjunto finito de estados
Σ un alfabeto
q0 ∈ Q estado inicial
A ⊆ Q estados finales
δ función de transición Q × (Σ ∪ {ϵ}) → 2Q
AF vs AFND vs AFND-ϵ
Ambos, son una tupla (Q, Σ, q0, A, δ)
AF AFND AFND-ϵ
Q Q Q
Σ Σ Σ
q0 ∈ Q q0 ∈ Q q0 ∈ Q
A ⊆ Q A ⊆ Q A ⊆ Q
δ: Q × Σ → Q δ: Q × Σ → 2Q δ: Q × (Σ ∪ {ϵ}) → 2Q
Cadenas aceptadas por un AFND-ϵ
δ∗ = δ∗(q, ϵ) = expϵ({q}) q ∈ Q
δ∗(q, wa) = expϵ(⋃
r∈δ∗(q,w)
δ(r, a)) q, r ⊆ Q, w ⊆ Σ∗, a
{
Calculo de expϵ(S)
Para cada q ∈ S incluir in S todo δ(q, ϵ)
Repetir hasta que S no cambie
Acepta los pagos: 5212
δ∗(q0, 5212) = expϵ(⋃
r1∈δ∗(q0,521)
δ(r1, 2))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈δ∗(q0,52))
δ(r2,1))
δ(r1, 2))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈expϵ(⋃
r3∈δ∗(q0,5)
δ(r3,2))
δ(r2,1))
δ(r1, 2))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈expϵ(⋃ δ(r3,2))
δ(r2,1))
r3∈expϵ(⋃
r4∈δ∗(q0,ϵ)
δ(r4,5))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈expϵ(⋃
r3∈expϵ(⋃
r4∈expϵ({q0})
δ(r4,5))
δ(r3,2))
δ(r2,1
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈expϵ(⋃
r3∈expϵ(⋃
r4∈{q0}
δ(r4,5))
δ(r3,2))
δ(r2,1))
δ(r1
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈expϵ(⋃ δ(r3,2))
δ(r2,1))
δ(r1, 2))
r3∈expϵ(δ(q0,5))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈expϵ(⋃
r3∈expϵ({q3})
δ(r3,2))
δ(r2,1))
δ(r1, 2))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈expϵ(⋃
r3∈{q0,q3}
δ(r3,2))
δ(r2,1))
δ(r1, 2))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈expϵ(δ(q0,2)∪δ(q3,2))
δ(r2,1))
δ(r1, 2))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈expϵ({q2}))
δ(r2,1))
δ(r1, 2))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(⋃
r2∈{q2}
δ(r2,1))
δ(r1, 2))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ(δ(q2,1))
δ(r1, 2))
= expϵ(⋃
r1∈expϵ({q6})
δ(r1, 2))
= expϵ(⋃
r1∈{q6}
δ(r1, 2))
= expϵ(δ(q6, 2))
= expϵ({q3})
= {q0, q3}
Pero {q0, q3} ∩ {q3} ≠ ∅, se aceptan los pagos
De AFND-ϵ a AFND
Para cada q ∈ Q y a ∈ Σ calcular δ∗(q, a)
Crear nueva tabla de transición
Q
′
ϵ 1 2 5 δ
∗
(q, 1) δ
∗
(q, 2) δ
∗
(q, 5)
q0 {qe} {q1} {q2} {q3} | {q1} {q2} {q3, q0}
q1 {qe} {q4} {q5} {qe} | {q4} {q5} {qe}
{q2} {qe} {q6} {q7} {qe} | {q6} {q7} {qe}
{q3} {q0} {qe} {qe} {qe} | {qe} {qe} {qe}
{q4} {qe} {q8} {q9} {qe} | {q8} {q9} {qe}
{q5} {qe} {q10} {q3} {qe} | {q10} {q0, q3} {qe}
{q6} {qe} {q11} {q0, q3} {qe} | {q11} {q0, q3} {qe}
{q7} {qe} {q3} {qe} {qe} | {q0, q3} {qe} {qe}
{q8} {qe} {q12} {qe} {qe} | {q12} {qe} {qe}
{q9} {qe} {q3} {qe} {qe} | {q0, q3} {qe} {qe}
{q10} {qe} {q3} {qe} {qe} | {q0, q3} {qe} {qe}
{q11} {qe} {q3} {qe} {qe} | {q0, q3} {qe} {qe}
{q12} {qe} {q3} {qe} {qe} | {q0, q3} {qe} {qe}
q₀
q₁
q₂
q₃
q₄
q₅
q₆
q₇
q₈
q₉
q₁₀
q₁₁
q₁₂
1
2
5
1
2
12
1
2
1
1
1
1
1
1
1
12
2
5
1
1
1
1
2
2
2
Dos observaciones
De AFND-ϵ a AFND
De AFND a AF
De AF (M) a ADND-ϵ (M') es trivial
δ′(q, ϵ) = ∅
δ′(q, a) = {δ(q, a)}
Q′ a b ϵ a b
q0 q0 q1 | ∅ {q0} {q1}
q1 q1 q0 | ∅ {q1} {q0}
Tres observaciones
De AFND-ϵ a AFND
De AFND a AF
De AF a AFND-ϵ
El poder de ϵ
Con los siguientes lenguajes:
q₀ q₁
q₀ q₁
1
0
1
0
L1: 10∗ y L2: 1∗0
La unión
q₀' q₁'
q₀'' q₁''
q₀
1
0
1
0
ε
ε
10∗ + 1∗0
La concatenación
q₀' q₁' q₀'' q₁''
1
0 1
0ε
10∗1∗0
La cerradura
q₀' q₁'q₀ q₁
1
0
εε
ε
ε
(10∗)∗
Un momento
Tenemos unión, concatenación y cerradura ¡podemos hacer
cualquier expresión regular!
(a∗ba∗ba∗)∗ + a∗
q₁ q₂ q₃
a a
b
(a∗ba∗ba∗)∗ + a∗
q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆q₀'
q₀
q₇
a a a
ε b ε b εε
a
ε
ε ε
Autómata mínimo
q₀ q₁ q₂ q₃
q₄ q₅ q₆ q₇
0 1 0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1 1
1
0
Marcar mismos estados y no alcanzables
S q0 q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7
q0 ✕ ✖
q1 ✕ ✖
q2 ✕ ✖
q3 ✖ ✖ ✖ ✖ ✖ ✖ ✖ ✖
q4 ✖ ✕
q5 ✖ ✕
q6 ✖ ✕
q7 ✖ ✕
Marcar diferenciables: iniciales vs nales
S q0 q1 q2 q4 q5 q6 q7
q0 ✕ ✔
q1 ✕ ✔
q2 ✔ ✔ ✕ ✔ ✔ ✔ ✔
q4 ✔ ✕
q5 ✔ ✕
q6 ✔ ✕
q7 ✔ ✕
Marcar pares qi y qj si δ(qi, a) y δ(qj, a) están marcados:
q0 y q1 a través de 1
S q0 q1 q2 q4 q5 q6 q7
q0 ✕ ✔ ✔
q1 ✔ ✕ ✔
q2 ✔ ✔ ✕ ✔ ✔ ✔ ✔
q4 ✔ ✕
q5 ✔ ✕
q6 ✔ ✕
q ✔ ✕
7
Buscar un par que nos lleve a difenciables ya identi cados
q₀ q₁ q₂ q₃
q₄ q₅ q₆ q₇
0 1 0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1 1
1
0
Otro par, a través de 1
q₀ q₁ q₂ q₃
q₄ q₅ q₆ q₇
0 1 0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1 1
1
0
q7 y q4
S q0 q1 q2 q4 q5 q6 q7
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AFND-ϵ
Conversiones
AFND → AF
AFND-ϵ → AFND
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ER → AFND-ϵ
AF → AF-mínimo
ivanvladimir@gmail.com ivanvladimir.github.io ivanvladimir
La máquina que está en varios lugares by is
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  • 14. El conjunto de conjuntos Con el conjunto C, 2C es el conjunto de todos los conjuntos posibles con elementos de C Con {a, b} 2{a,b} = {∅, {a}, {b}, {a, b}} Número de conjuntos 2|C|
  • 15. La función de transición de un AFND δ: Q × A → 2Q δ regresa un conjunto de estados
  • 16. AF vs AFND Ambos, son una tupla (Q, Σ, q0, A, δ) AF AFND Q Q Σ Σ q0 ∈ Q q0 ∈ Q A ⊆ Q A ⊆ Q δ: Q × A → Q δ: Q × A → 2Q
  • 17. De nuevo q₁₁ q₂₁ q₃₁ q₄₁ q₅ q₁₂ q₁₁­₁₂ q₂₁­₁₂ q₁₁ q₁₁­₁₂ q₂₁­₁₂ q₁₁ q₂₁ q₂₁­₁₂ q₀ q₁₁ q₂₁ q₃₁ q₁₂ q₂₂ q₁₂ q₁₁­₁₂ q₁₁ q₁₁­₁₂ 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 5
  • 18. Autómata ejemplo Q = {q0, q11/1, q11/2, q11/3, q11/4, q11/5, q12/6, q12/7, q12/8, q21/1, q11−12/2, q11−12/3, q21/4, q21/5, q22/6, q11−21/7, q11−21/8, q31/1, q21−12/3, q21−12/4, q31/5, q21−12/8, q41/1, q5} Σ = {1, 2, 5} q0 = q0 A = {q5}
  • 19. Función de transición Q 1 2 q0 {q11/1, q11/2, q11/3, q11/4, q11/5} {q12/6, q12/7, q12/8} q11/1 {q21/1} ∅ q21/1 {q31/1} ∅ q31/1 {q41/1} ∅ q41/1 {q5} ∅ q11/2 ∅ {q11−12/2} q11−12/2 ∅ {q5}
  • 20. Función de transición (cont.) Q 1 2 5 q11/3 ∅ {q11−12/3} ∅ q11−12/3 {q21−12/3} ∅ ∅ q21−12/3 {q5} ∅ ∅ q11/4 {q21/4} ∅ ∅ q21/4 ∅ {q21−12/4} ∅ q21−12/4 {q5} ∅ ∅ q11/5 {q21/5} ∅ ∅ q21/5 {q31/5} ∅ ∅ q31/5 ∅ {q5} ∅
  • 21. Función de transición (cont. 2) Q 1 2 5 q12/6 ∅ {q22/6} ∅ q22/6 {q5} ∅ ∅ q12/7 {q11−12/7} ∅ ∅ q11−12/7 ∅ {q5} ∅ q12/8 {q11−12/8} ∅ ∅ q11−12/8 {q21−12/8} ∅ ∅ q21−12/8 {q5} ∅ ∅
  • 22. Cadenas aceptadas por un AFND δ∗ = δ∗(q, ϵ) = {q} q ∈ Q δ∗(q, wa) = ⋃ r∈δ∗(q,w) δ(r, a) q, r ⊆ Q, w ⊆ Σ∗, a ⊆ Σ {
  • 23. Acepta el siguiente pago: 122 δ∗(q0, 122) = ⋃ r1∈δ∗(q0,12) δ(r1, 2) = ⋃ r1∈⋃ r2∈δ∗(q0,1) δ(r2,2) δ(r1, 2) = ⋃ r1∈⋃ r2∈⋃ r3∈δ∗(q0,ϵ) δ(r3,1) δ(r2,2) δ(r1, 2) = ⋃ r1∈⋃ r2∈⋃ r3∈{q0} δ(r3,1) δ(r2,2) δ(r1, 2)
  • 24. = ⋃ r1∈⋃ r2∈⋃ r3∈{q0} δ(r3,1) δ(r2,2) δ(r1, 2) = ⋃ r1∈⋃ r2∈δ(q0,1) δ(r2,2) δ(r1, 2) = ⋃ r1∈⋃ r2∈{q11/1,q11/2,q11/3,q11/4,q11/5} δ(r2,2) δ(r1, 2) = ⋃ r1∈{δ(q11/1,2)∪δ(q11/2,2)∪δ(q11/3,2)∪δ(q11/4,2)∪δ(q11/5,2)} δ(r1, = ⋃ r1∈{∅∪{q11−12/2}∪{q11−12/3}∪∅∪∅} δ(r1, 2)
  • 25. = ⋃ r1∈{q11−12/2,q11−12/3}} δ(r1, 2) = δ(q11−12/2, 2)⋃ δ(q11−12/3, 2) = {q5}⋃ ∅ = {q5}
  • 26. Para el AFND M = (Q, Σ, q0, A, δ) La cadena w ∈ Σ∗ se acepta si: δ∗(q0, w)⋂ A ≠ ∅ L(M) es el lenguaje conformado por cadenas aceptadas por M
  • 27. δ∗(q0, 122) = {q5} {q5} ∩ A = {q5} ∩ {q5} = {q5} ≠ ∅ La cadena se acepta
  • 28. Reduciendo el AFND a un AF Comenzar por codi car los estados de forma binaria | q0, q11/1, q11/2, q11/3, q11/4, q11/5, q12/6, q12/7, q12/8, q21/1, q11−12/2, q11−12/3, q21/4, q21/5, q22/6, q11−21/7, q1 q31/1, q21−12/3, q21−12/4, q31/5, q21−12/8, q41/1, q5 | = 24 0-00000000-00000000-00000-0-0
  • 29. 2Q 1 2 5 1: 00000000 00000000 00000: 0: 0 0: 11111000: 00000000 00000: 0: 0* 0: 00000111 00000000 00000: 0: 0 * 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1*
  • 30. 2Q 1 2 5 1: 00000000 00000000 00000: 0: 0 0: 11111000: 00000000 00000: 0: 0 0: 00000111 00000000 00000: 0: 0 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 0: 11111000 00000000 00000: 0: 0 0: 00000000 10011000 00000: 0: 0* 0: 00000000 01100000 00000: 0: 0* ∅ 0: 00000111 00000000 00000: 0: 0 0: 00000000 00000011 00000: 0: 0* 0: 00000000 00000100 00000: 0: 0* ∅ 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 ∅ ∅ ∅
  • 31. 2Q 1 2 5 0: 00000000 10011000 00000: 0: 0 0: 00000000 00000000 10010: 0: 0* 0: 00000000 00000000 00100: 0: 0* ∅ 0: 00000000 01100000 00000: 0: 0 0: 00000000 00000000 01000: 0: 0* 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 ∅ 0: 00000000 00000011 00000: 0: 0 0: 00000111 00000000 00001: 0: 0* 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 ∅ 0: 00000000 00000100 00000: 0: 0 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 ∅ ∅
  • 32. 2Q 1 2 5 0: 00000000 00000000 10010: 0: 0 0: 00000000 00000000 00000: 1: 0* 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 ∅ 0: 00000000 00000000 00100: 0: 0 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 ∅ ∅ 0: 00000000 00000000 01000: 0: 0 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 ∅ ∅ 0: 00000111 00000000 00001: 0: 0 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 ∅ ∅
  • 33. 2 Q 1 2 5 0: 00000000 00000000 00000: 1: 0 0: 00000000 00000000 00000: 0: 1 ∅ ∅
  • 34. Renombrando los estados Q ′ 1 2 5 q0 q1 q2 q3 q1 q4 q5 qe q2 q6 q7 qe q3 qe qe qe q4 q8 q9 qe q5 q10 q3 qe q6 q11 q3 qe q7 q3 qe qe q8 q12 q3 qe q9 q3 qe qe q10 q3 qe qe q11 q3 qe qe q12 q3 qe qe
  • 36. ¡Todo AFND puede ser reducido a un AF! ¿Y acepta el mismo lenguaje?
  • 37. Problema Todos los cobros de una máquina chicles de 5 pesos que sólo acepta monedas de 1, 2 y 5 pesos Σ = {1, 2, 5}
  • 40. AFND-ϵ Es una tupla (Q, Σ, q0, A, δ) Q conjunto finito de estados Σ un alfabeto q0 ∈ Q estado inicial A ⊆ Q estados finales δ función de transición Q × (Σ ∪ {ϵ}) → 2Q
  • 41. AF vs AFND vs AFND-ϵ Ambos, son una tupla (Q, Σ, q0, A, δ) AF AFND AFND-ϵ Q Q Q Σ Σ Σ q0 ∈ Q q0 ∈ Q q0 ∈ Q A ⊆ Q A ⊆ Q A ⊆ Q δ: Q × Σ → Q δ: Q × Σ → 2Q δ: Q × (Σ ∪ {ϵ}) → 2Q
  • 42. Cadenas aceptadas por un AFND-ϵ δ∗ = δ∗(q, ϵ) = expϵ({q}) q ∈ Q δ∗(q, wa) = expϵ(⋃ r∈δ∗(q,w) δ(r, a)) q, r ⊆ Q, w ⊆ Σ∗, a {
  • 43. Calculo de expϵ(S) Para cada q ∈ S incluir in S todo δ(q, ϵ) Repetir hasta que S no cambie
  • 45. δ∗(q0, 5212) = expϵ(⋃ r1∈δ∗(q0,521) δ(r1, 2)) = expϵ(⋃ r1∈expϵ(⋃ r2∈δ∗(q0,52)) δ(r2,1)) δ(r1, 2)) = expϵ(⋃ r1∈expϵ(⋃ r2∈expϵ(⋃ r3∈δ∗(q0,5) δ(r3,2)) δ(r2,1)) δ(r1, 2)) = expϵ(⋃ r1∈expϵ(⋃ r2∈expϵ(⋃ δ(r3,2)) δ(r2,1))
  • 48. = expϵ(⋃ r1∈expϵ(⋃ r2∈expϵ(⋃ r3∈{q0,q3} δ(r3,2)) δ(r2,1)) δ(r1, 2)) = expϵ(⋃ r1∈expϵ(⋃ r2∈expϵ(δ(q0,2)∪δ(q3,2)) δ(r2,1)) δ(r1, 2)) = expϵ(⋃ r1∈expϵ(⋃ r2∈expϵ({q2})) δ(r2,1)) δ(r1, 2)) = expϵ(⋃ r1∈expϵ(⋃ r2∈{q2} δ(r2,1)) δ(r1, 2))
  • 49. = expϵ(⋃ r1∈expϵ(δ(q2,1)) δ(r1, 2)) = expϵ(⋃ r1∈expϵ({q6}) δ(r1, 2)) = expϵ(⋃ r1∈{q6} δ(r1, 2)) = expϵ(δ(q6, 2))
  • 50. = expϵ({q3}) = {q0, q3} Pero {q0, q3} ∩ {q3} ≠ ∅, se aceptan los pagos
  • 51. De AFND-ϵ a AFND Para cada q ∈ Q y a ∈ Σ calcular δ∗(q, a) Crear nueva tabla de transición
  • 52. Q ′ ϵ 1 2 5 δ ∗ (q, 1) δ ∗ (q, 2) δ ∗ (q, 5) q0 {qe} {q1} {q2} {q3} | {q1} {q2} {q3, q0} q1 {qe} {q4} {q5} {qe} | {q4} {q5} {qe} {q2} {qe} {q6} {q7} {qe} | {q6} {q7} {qe} {q3} {q0} {qe} {qe} {qe} | {qe} {qe} {qe} {q4} {qe} {q8} {q9} {qe} | {q8} {q9} {qe} {q5} {qe} {q10} {q3} {qe} | {q10} {q0, q3} {qe} {q6} {qe} {q11} {q0, q3} {qe} | {q11} {q0, q3} {qe} {q7} {qe} {q3} {qe} {qe} | {q0, q3} {qe} {qe} {q8} {qe} {q12} {qe} {qe} | {q12} {qe} {qe} {q9} {qe} {q3} {qe} {qe} | {q0, q3} {qe} {qe} {q10} {qe} {q3} {qe} {qe} | {q0, q3} {qe} {qe} {q11} {qe} {q3} {qe} {qe} | {q0, q3} {qe} {qe} {q12} {qe} {q3} {qe} {qe} | {q0, q3} {qe} {qe}
  • 54. Dos observaciones De AFND-ϵ a AFND De AFND a AF
  • 55. De AF (M) a ADND-ϵ (M') es trivial δ′(q, ϵ) = ∅ δ′(q, a) = {δ(q, a)}
  • 56. Q′ a b ϵ a b q0 q0 q1 | ∅ {q0} {q1} q1 q1 q0 | ∅ {q1} {q0}
  • 57. Tres observaciones De AFND-ϵ a AFND De AFND a AF De AF a AFND-ϵ
  • 58. El poder de ϵ Con los siguientes lenguajes: q₀ q₁ q₀ q₁ 1 0 1 0 L1: 10∗ y L2: 1∗0
  • 59. La unión q₀' q₁' q₀'' q₁'' q₀ 1 0 1 0 ε ε 10∗ + 1∗0
  • 60. La concatenación q₀' q₁' q₀'' q₁'' 1 0 1 0ε 10∗1∗0
  • 61. La cerradura q₀' q₁'q₀ q₁ 1 0 εε ε ε (10∗)∗
  • 62. Un momento Tenemos unión, concatenación y cerradura ¡podemos hacer cualquier expresión regular!
  • 64. (a∗ba∗ba∗)∗ + a∗ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆q₀' q₀ q₇ a a a ε b ε b εε a ε ε ε
  • 66. q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 67. Marcar mismos estados y no alcanzables S q0 q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7 q0 ✕ ✖ q1 ✕ ✖ q2 ✕ ✖ q3 ✖ ✖ ✖ ✖ ✖ ✖ ✖ ✖ q4 ✖ ✕ q5 ✖ ✕ q6 ✖ ✕ q7 ✖ ✕
  • 68. Marcar diferenciables: iniciales vs nales S q0 q1 q2 q4 q5 q6 q7 q0 ✕ ✔ q1 ✕ ✔ q2 ✔ ✔ ✕ ✔ ✔ ✔ ✔ q4 ✔ ✕ q5 ✔ ✕ q6 ✔ ✕ q7 ✔ ✕
  • 69. Marcar pares qi y qj si δ(qi, a) y δ(qj, a) están marcados: q0 y q1 a través de 1 S q0 q1 q2 q4 q5 q6 q7 q0 ✕ ✔ ✔ q1 ✔ ✕ ✔ q2 ✔ ✔ ✕ ✔ ✔ ✔ ✔ q4 ✔ ✕ q5 ✔ ✕ q6 ✔ ✕ q ✔ ✕
  • 70. 7 Buscar un par que nos lleve a difenciables ya identi cados q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 71. Otro par, a través de 1 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 72. q7 y q4 S q0 q1 q2 q4 q5 q6 q7 q0 ✕ ✔ ✔ q1 ✔ ✕ ✔ q2 ✔ ✔ ✕ ✔ ✔ ✔ ✔ q4 ✔ ✕ ✔ q5 ✔ ✕ q6 ✔ ✕ q7 ✔ ✔ ✕
  • 73. Otro par, a través de 1 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 74. q4 y q5 S q0 q1 q2 q4 q5 q6 q7 q0 ✕ ✔ ✔ q1 ✔ ✕ ✔ q2 ✔ ✔ ✕ ✔ ✔ ✔ ✔ q4 ✔ ✕ ✔ ✔ q5 ✔ ✔ ✕ q6 ✔ ✕ q7 ✔ ✔ ✕
  • 75. Otro par, a través de 0 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 76. q5 y q6 S q0 q1 q2 q4 q5 q6 q7 q0 ✕ ✔ ✔ q1 ✔ ✕ ✔ q2 ✔ ✔ ✕ ✔ ✔ ✔ ✔ q4 ✔ ✕ ✔ ✔ q5 ✔ ✔ ✕ ✔ q6 ✔ ✔ ✕ q7 ✔ ✔ ✕
  • 77. Otro par, a través de 0 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 78. Otro par, a través de 1 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 79. Otro par, a través de 1 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 80. Otro par, a través de 1 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 81. Otro par, a través de 1 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 82. Otro par, a través de 1 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 83. Otro par, a través de 1 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 84. Otro par, a través de 1 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 85. Otro par, a través de 1 q₀ q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
  • 86. Finalmente S q0 q1 q2 q4 q5 q6 q7 q0 ✕ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ q1 ✔ ✕ ✔ ✔ ✔ ✔ q2 ✔ ✔ ✕ ✔ ✔ ✔ ✔ q4 ✔ ✔ ✕ ✔ ✔ ✔ q5 ✔ ✔ ✔ ✔ ✕ ✔ ✔ q6 ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✕ ✔ q7 ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✕
  • 87. q₀ q₁ q₂q₄ q₅ q₆ q₇ 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0
  • 89. Conceptos AFND AFND-ϵ Conversiones AFND → AF AFND-ϵ → AFND AF → AFND-ϵ ER → AFND-ϵ AF → AF-mínimo
  • 90. ivanvladimir@gmail.com ivanvladimir.github.io ivanvladimir La máquina que está en varios lugares by is licensed under a . Creado a partir de la obra en . Ivan V. Meza Ruiz Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional License http://turing.iimas.unam.mx/~ivanvladimir/slides/lfya/nfae.html