CHƯƠNG TRÌNH DỊCH BÀI 12: THUẬT TOÁN PHÂN TÍCH CYK

CHƯƠNG TRÌNH DỊCH BÀI 12: THUẬT TỐN PHÂN TÍCH CYK Nội dung Khắc phục hạn chế phương pháp thử-sai Các phương pháp phân tích cú pháp vạn Áp dụng quy hoạch động vào phân tích cú pháp Thuật tốn Cocke – Younger – Kasami (CYK)     Dạng chuẩn Chomsky (CNF) Ý tưởng Mã minh họa Đánh giá thuật toán Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM Phần Khắc phục hạn chế phương pháp thử-sai TRƯƠNG XUÂN NAM Các hạn chế thử-sai  Hai thuật toán thử-sai top-down bottomup có hạn chế văn phạm đầu vào  Top-down: văn phạm khơng có đệ quy trái  Bottom-up: văn phạm khơng có suy dẫn rỗng khơng có kí hiệu đệ quy (A ⇒+ A)  Các thuật tốn thử-sai có hạn chế mặt tốc độ  Tốc độ chấp nhận với số văn phạm đơn giản đơn nghĩa, đầu vào ngắn  Trường hợp xấu có độ phức tạp tính tốn hàm mũ  Khơng có chế hiệu loại bỏ trùng lặp kết (chẳng hạn nhiều suy dẫn tương đương) TRƯƠNG XUÂN NAM Các hạn chế thử-sai  Nguyên nhân hạn chế  Hạn chế thân chế hoạt động thử-sai  Khơng có chế loại bỏ phương án chắc-chắn-sai  Ví dụ: q trình suy dẫn S thành w = abcdefg S ⇒ … ⇒ abcAx ⇒ … ⇒ abcdefg  Ta nhận thấy phương án có chuỗi trung gian abcAx hồn tồn khơng thể đạt chuỗi w mong muốn  Vì x kí hiệu khơng kết thúc, ln ln tồn suy dẫn tiếp theo, chuỗi w không chứa x  Thuật toán thử sai tốt ~ cắt nhánh sớm? TRƯƠNG XUÂN NAM Phần Các phương pháp phân tích cú pháp vạn TRƯƠNG XUÂN NAM Phương pháp phân tích vạn  Như thuật tốn thử-sai có điểm yếu Hệ luật văn phạm bị hạn chế Yêu cầu nhiều thời gian tính tốn  Vì có mục tiêu Tạo thuật tốn phân tích vạn (không bị hạn chế luật văn phạm) Tạo thuật tốn phân tích tốc độ cao  Tất nhiên có thuật tốn đạt mục tiêu tốt  Trong phần ta nhắm tới mục tiêu thứ TRƯƠNG XUÂN NAM Phương pháp phân tích vạn  Có chiến lược: Biến đổi văn phạm G thành văn phạm G’ tương đương khơng có hạn chế thuật toán Thay đổi chế thuật toán, nói cách khác khơng sử dụng chế thử-sai có  Chiến lược thứ khơng có lời giản trọn vẹn  Thuật toán khử đệ quy trái thay đổi ý nghĩa văn phạm, kết văn phạm G’ thực chất khơng hồn tồn tương đương G  Chưa có thuật tốn tổng qt khử suy dẫn rỗng  Chưa có thuật tốn tổng quát khử kí hiệu đệ quy TRƯƠNG XUÂN NAM Phần Áp dụng quy hoạch động vào phân tích cú pháp TRƯƠNG XUÂN NAM Ý tưởng quy hoạch động  Quy hoạch động gồm hai ý tưởng  Chia toán lớn thành toán độc lập  Sử dụng nhớ để lưu trữ lại lời giải toán (để tránh việc phải giải giải lại nhiều lần toán)  Áp dụng vào toán phân tích văn phạm  Cây phân tích S ⇒* w thực chất gồm con, phân tích chuỗi liên tiếp w  Sử dụng nhớ để lưu trữ lại kết suy dẫn chuỗi w (có nhiều chiến lược, chẳng hạn lưu trữ chuỗi từ wiwi+1…wj chuỗi w0w1…wk, tùy vào mục tiêu cần lưu trữ) TRƯƠNG XUÂN NAM 10 Phần Thuật toán Cocke – Younger – Kasami (CYK) TRƯƠNG XUÂN NAM 11 Dạng chuẩn Chomsky (CNF)  Văn phạm phi ngữ cảnh dạng chuẩn Chomsky luật sinh có dạng A → BC A → a  Dễ thấy văn phạm phi ngữ cảnh không chứa suy dẫn rỗng (A → ) chuyển dạng chuẩn Chomsky thuật toán đơn giản sau  Nếu luật sinh sẵn dạng chuẩn Chomsky giữ nguyên  Nếu luật sinh khơng dạng chuẩn Chomsky có dạng A → B1B2…Bn, với n > • Ta bổ sung kí hiệu trung gian C1, C2,…, Cn-2 • Thay luật luật A → C1Bn, C1 → C2Bn-1,… Cn-2 → B1B2, luật thỏa mãn chuẩn Chomsky TRƯƠNG XUÂN NAM 12 Thuật toán CYK: ý tưởng  CYK khơng phải thuật tốn vạn khơng chấp nhận văn phạm có suy dẫn rỗng  CYK minh họa cách đơn giản ý tưởng quy hoạch động:  Giả thiết chuỗi w = w1w2…wn  Ta định nghĩa tập Xij tập tất kí hiệu suy dẫn chuỗi wiwi+1…wi+j-1 (chuỗi wi có độ dài j)  Bài toán đoán nhận S ⇒* w tương đương với việc trả lời S có thuộc tập X1n hay khơng?  Vấn đề tính Xij nào? TRƯƠNG XUÂN NAM 13 Thuật toán CYK: mã minh họa // tính X chuỗi độ dài for (int i = 1; i