Wachsend kontextsensitive Sprachen (, abgekürzt: GCSL) sind ein Begriff aus der Theorie der Formalen Sprachen, einem Teilgebiet der Theoretischen Informatik. Eine wachsend kontextsensitive Sprache wird mit formalen Grammatiken definiert, deren Regeln die folgende Eigenschaft haben: Die rechte Seite ist stets länger als die linke. Die Sprachklasse wurde 1986 definiert.E. Dahlhaus und M. K. Warmuth: Membership for growing context-sensitive grammars is polynomial. In: Journal of Computer and System Sciences. Band 33, S. 456–472, 1986.
Diese Sprachklasse hat in der Theorie folgende Bedeutung: Sie stellt eine echte Erweiterung der Klasse der kontextfreien Sprachen dar, bleibt aber eine Teilklasse von P. Robert McNaughton würdigte diese Klasse einmal als fehlende Sprachklasse in der Chomsky-Hierarchie.Robert McNaughton: An Insertion into the Chomsky Hierarchy?. In: Jewels are Forever, Contributions on Theoretical Computer Science in Honor of Arto Salomaa. S. 204–212, 1999
2002 zeigten Gundula Niemann und Jens Woinowski, dass GCSL mit der Klasse der azyklischen kontextsensitiven Sprachen übereinstimmt.Gundula Niemann, Jens R. Woinowski: The Growing Context-Sensitive Languages Are the Acyclic Context-Sensitive Languages. In: Developments in Language Theory. Lecture Notes in Computer Science, Band 2295, Seite 197–205, 2002,
Analog zu den deterministisch kontextfreien Sprachen werden auch die deterministisch wachsend kontextsensitiven Sprachen definiert: Die deterministische Variante des charakterisierenden Automaten wird hier als Definition gewählt. Hier ist bekannt, dass diese Klasse mit den Church-Rosser-Sprachen übereinstimmt.
Definitionen Eine Grammatik heißt streng monotone Grammatik, wenn Folgendes gilt: Alle Regeln aus haben folgende Gestalt: Das Nichtterminal taucht nur auf der linken Seite von Regeln in auf Wenn ist (also eine Regel von ) und , dann gilt: Streng monotone Grammatiken heißen auch wachsend kontextsensitiv. Die Klasse der Sprachen, die von wachsend kontextsensitiven Grammatiken erzeugt werden, ist die Klasse der wachsend kontextsensitiven Sprachen.
Alternative Charakterisierungen GCSL lässt sich auf verschiedene Arten beschreiben: durch quasi streng monotone Grammatiken durch schrumpfende Zweikellerautomaten (sTPDA) durch azyklisch kontextsensitive Grammatiken
Alle Sprachen, die von einem deterministischen schrumpfenden Zweikellerautomaten akzeptiert werden, heißen deterministisch wachsend kontextsensitiv.
Eigenschaften GCSL werden hier verglichen mit DGCSL, den deterministischen wachsenden kontextsensitiven Sprachen CFL, den kontextfreien Sprachen CSL, den kontextsensitiven Sprachen (äquivalent den monotonen Grammatiken) DCFL, den deterministischen kontextfreien Sprachen DCSL, den deterministischen kontextsensitiven Sprachen
Echte Inklusionen: CFL ⊊ GCSL ⊊ CSL DCFL ⊊ DGCSL ⊊ DCSL DGCSL ⊊ GCSL
GCSL ist abgeschlossen unter Vereinigung Durchschnittbildung mit regulären Sprachen Konkatenation Kleene-Stern -freien Homomorphismen inversen Homomorphismen
GCSL ist nicht abgeschlossen unter Durchschnitt Homomorphismen
Quellen
Literatur Gerhard Buntrock und Krzysztof Lorys: On Growing Context-Sensitive Languages. In: Proceedings of the 19th International Colloquium on Automata, Languages and Programming. S. 77–88, 1992. Gundula Niemann: Church-Rosser Languages and Related Classes. Dissertation, Univ. Kassel, ISBN 3-89958-002-8, 2002.
Weblinks
Growing Context-Sensitive Languages
Kategorie:Theorie formaler Sprachen