Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison Wesley

作者:John E. Hopcroft

出品人:

页数:535

译者:

出版时间:2006-7-15

价格:USD 151.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780321462251

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
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《计算理论的基石：形式语言、自动机与可计算性》 内容提要 本书旨在为读者构建一个坚实而全面的计算理论基础，深入探讨形式语言、自动机理论和可计算性理论这三大核心领域。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在帮助读者理解计算的本质、能力的边界以及不同计算模型的表达能力。我们不涉及特定的计算工具或软件实现，而是专注于理论模型的建立、分析和证明，使读者能够掌握计算科学最底层的数学框架。 本书的叙事从最基础的符号系统和形式化描述开始，逐步过渡到复杂模型的构建和分析。我们力求通过详尽的定义、严谨的定理阐述和大量的结构化练习，使读者能够独立地进行计算问题的形式化建模和理论论证。 --- 第一部分：形式语言的层次结构 本部分聚焦于语言的精确描述及其与不同计算能力模型之间的内在联系。我们将形式语言视为计算机科学中最基础的信息组织形式，并依据其生成规则的复杂度进行系统性的分类。 第1章 形式文法与语言的定义 本章首先引入形式文法的基本概念，包括终结符、非终结符、产生式和起始符号。我们将详细阐述乔姆斯基（Chomsky）提出的四种文法类型——0型、1型、2型和3型文法。重点在于理解每种文法类型所能描述的语言集合的特性及其相互包含的关系。我们将展示如何使用正则表达式和有限自动机来精确刻画正则语言（3型文法）。 第2章 正则语言与有限自动机 正则语言是计算理论中最简单、最直接的一类语言。本章将深入探讨确定性有限自动机（DFA）和非确定性有限自动机（NFA）的构造、等价性证明以及它们在识别正则语言中的作用。我们将详细分析从正则表达式到NFA，再到DFA的完整构造过程，并证明NFA与DFA在识别能力上是完全等价的。关键的理论工具，如状态最小化算法，将被详细介绍，以确保对正则语言识别器的最小化表示的理解。此外，我们将引入泵引理（Pumping Lemma for Regular Languages），这是证明给定语言非正则性的强有力工具，并通过一系列详尽的示例来展示其应用。 第3章 上下文无关文法与下推自动机 随着计算复杂性的增加，我们需要更强大的工具来描述结构化的语言，例如编程语言的语法。本章转向上下文无关文法（CFG）。我们将探讨如何使用CFG来描述程序结构，并引入推导和归约的概念。推导树和句柄（handle）的分析是本章的核心内容。为了识别由CFG生成的语言，我们引入了下推自动机（PDA）。我们将详细阐述PDA的结构（包括一个有限控制单元和一个栈），并严格证明CFG与PDA之间的等价性。本章还会讨论二义性（Ambiguity）的概念，以及如何使用规范形式（如乔姆斯基范式和柯姆斯范式）来简化CFG的分析。 --- 第二部分：计算能力的边界与理论证明 在理解了正则和上下文无关语言之后，本部分将探究更复杂的语言类别，并着重于对计算能力进行形式化的界限划分。 第4章 上下文相关语言与线性有界自动机 本章拓展到上下文相关文法（CSG）和对应的计算模型——线性有界自动机（LBA）。我们将探讨CSG在描述需要依赖上下文信息的语言中的必要性，例如某些程序语言的语义约束。我们将证明CSG所描述的语言集合是严格包含CFG所描述的语言集合的，并讨论LBA的计算限制，特别是它们对内存使用的约束。 第5章 判定与可识别性：图灵机模型 图灵机（Turing Machine, TM）是计算理论中最核心、最具普遍性的模型。本章将从数学上精确定义图灵机，包括其磁带、读写头和状态转换函数。我们将证明，这个看似简单的模型却拥有与现代计算机在计算能力上等价的强大表达力（邱奇-图灵论题的实践意义）。我们将详细探讨图灵机的变体，如多带图灵机、非确定性图灵机，并严格证明它们在识别能力上与单带确定性图灵机是等价的。 第6章 可判定性与不可判定性 本章是全书理论深度的集中体现，旨在揭示计算任务的根本性限制。我们将区分可判定语言（存在一个总停机图灵机判定的语言）和可识别语言（存在一个图灵机接受但可能不停机的语言）。 核心内容包括： 1. 停机问题（The Halting Problem）的不可判定性：通过对角线法（Diagonalization）的精妙构造，我们将证明不存在一个通用的图灵机能够判定任意程序是否会停止。 2. 可归约性（Reducibility）：我们将引入Karp归约和多对一归约的概念，用于证明一个问题的难度至少与另一个已知困难的问题一样大。 3. Rice's 定理：这是一个普适性的强大结论，它表明所有关于非平凡的、依赖于输入程序本身的性质，都是不可判定的。 通过这些工具，我们将明确哪些问题是原则上可以通过算法解决的，哪些是算法永远无法解决的“难题”。 --- 第三部分：复杂性理论导论 在确定了哪些问题可以被解决之后，我们转而关注“如何高效地解决”这些问题，从而引入复杂性理论的初步框架。 第7章 时间复杂度类 本章侧重于量化计算资源的需求，特别是时间。我们将定义“时间复杂度”的概念，并基于多项式时间来区分“易解”和“难解”的问题。 1. P 类与 NP 类：我们将严格定义P 类（可在多项式时间内解决的问题）和NP 类（其解可在多项式时间内被验证的问题）。我们将展示所有在P中的语言都在NP中。 2. NP 完全性（NP-Completeness）：这是本章的重中之重。我们将介绍库克-列文定理（Cook-Levin Theorem），证明布尔可满足性问题（SAT）是NP完全的。随后，我们将通过多项式时间归约，展示许多其他重要问题（如3-SAT、顶点覆盖、哈密顿回路）也属于NP完全集。 3. P vs NP 问题：尽管本书不预设解决这一世纪难题，但我们将清晰地阐述其意义，即探讨“验证容易的问题”是否也意味着“求解容易”。 第8章 空间复杂度与更广泛的视角 本章简要介绍基于空间资源（内存）的分类。我们将定义L（Logarithmic Space）、NL（Nondeterministic Logarithmic Space）和PSPACE。我们将讨论它们与时间复杂度类之间的包含关系，并简要介绍萨维奇定理（Savage's Theorem）在证明关于非确定性计算空间边界的普适性结论中的作用，为读者在理解计算模型时提供一个更广阔的资源约束视角。 全书内容结构紧凑，理论推导严密，旨在培养读者对计算本质的深刻洞察力，而非对特定工具的依赖。

评分☆☆☆☆☆

内容不错啊，讲的挺详细，即使我这个非计算机专业的拿来看也能顺着看下去。当然，前提是你能忍受得了这翻译。有的地方也太“直译”了，有的地方读起来有当初看GRE长难句的感觉。慢慢看下去习惯了翻译也就觉得书还是不错的。  

评分☆☆☆☆☆

读《Introduction to Automata Theory、Languages and Computation》（自动机理论、语言和计算导论）时候。遇到了一个问题。这个问题是这样的。 书在讲到P与NP时，首先要给“时间复杂性”下一个定义。那就是，对于一台图灵机，首先要求它不论接受与否总会停机（也就...  

评分☆☆☆☆☆

翻译，一如既往的烂，估计换了个译者名而已，和第二版没啥区别。 斯坦福系的大作，从自动机（有穷，下推）到图灵机，对照着编译原理，才能勉强猜出大概思路。课后题是宝库。国内教材估计也是仿照它写的。这本书的作者还是龙书，数据库等等的作者。  

评分☆☆☆☆☆

翻译，一如既往的烂，估计换了个译者名而已，和第二版没啥区别。 斯坦福系的大作，从自动机（有穷，下推）到图灵机，对照着编译原理，才能勉强猜出大概思路。课后题是宝库。国内教材估计也是仿照它写的。这本书的作者还是龙书，数据库等等的作者。  

评分☆☆☆☆☆

读《Introduction to Automata Theory、Languages and Computation》（自动机理论、语言和计算导论）时候。遇到了一个问题。这个问题是这样的。 书在讲到P与NP时，首先要给“时间复杂性”下一个定义。那就是，对于一台图灵机，首先要求它不论接受与否总会停机（也就...  

评分☆☆☆☆☆

作为一名对计算理论充满好奇的学习者，《自动机理论、语言与计算导论》是我一直在寻找的那一本。它以一种极其系统和全面的方式，介绍了自动机、形式语言以及可计算性等核心概念。我非常欣赏书中对不同自动机模型（如有限自动机、下推自动机、图灵机）的分类和比较，它们之间的层层递进，清晰地展示了计算能力的增强。书中关于正则表达式和各种形式文法的介绍，让我对如何精确地描述和生成语言有了深入的理解。我曾经在处理文本匹配和模式识别时，都曾遇到过瓶颈，而这本书提供的工具和理论，让我能够以更高效、更系统的方式来解决这些问题。我尤其对书中关于“上下文相关文法”的介绍印象深刻，它揭示了比上下文无关文法更强大的语言生成能力，也为理解更复杂的计算模型奠定了基础。这本书的深度和广度都令人赞叹，它不仅涵盖了经典理论，还触及了许多前沿的研究方向。阅读这本书，我感觉自己像是进入了一个宏大的理论王国，每一页都充满了智慧的启迪。它不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的塑造，让我能够以更抽象、更具逻辑性的方式去思考计算机科学的本质。

评分☆☆☆☆☆

《自动机理论、语言与计算导论》这本书，就像一个细致入微的向导，带领我深入探索计算世界的底层逻辑。我一直对编程语言的编译器是如何工作的感到好奇，而这本书则让我得以窥见其中的奥秘。书中关于词法分析和语法分析的章节，清晰地阐述了如何利用有限自动机和上下文无关文法来构建编译器的前端。我曾经尝试自己编写一些简单的解释器，但常常在处理复杂的语法规则时感到力不从心。这本书的讲解，尤其是关于LL和LR文法分析的介绍，为我提供了系统性的方法论，让我明白如何才能有效地解析和理解程序代码的结构。书中对各种文法类型的比较和权衡，也让我对不同计算模型的优劣有了更深刻的认识。我特别喜欢书中关于“上下文无关文法”的讲解，它能够很好地描述大多数编程语言的语法结构，而其自身的局限性也引出了更强大的计算模型。阅读这本书，不仅仅是学习理论知识，更重要的是学会了如何将抽象的理论转化为实际的工程问题解决方案。它让我明白，很多看似复杂的计算机系统，其底层都依赖于这些精巧而强大的理论模型。这本书的价值在于，它不仅传授了知识，更重要的是培养了将理论应用于实践的能力，让我对如何设计和构建高效的计算系统有了全新的视角。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我近期阅读过的最令人振奋的计算机科学著作之一。我原本以为自动机理论会是一堆枯燥的数学公式和抽象的概念堆砌，但《自动机理论、语言与计算导论》完全颠覆了我的认知。作者的讲解方式非常生动有趣，他们并没有将理论知识硬塞给读者，而是通过大量的实例和逐步递进的论证，让读者在不知不觉中就能掌握复杂的概念。我印象最深刻的是关于图灵机的那一部分，它以一种近乎哲学的方式探讨了“可计算性”的边界，让我对计算的本质有了更深层次的理解。书中对可判定性问题的讨论，更是让我认识到，并非所有问题都能找到一个算法来解决，这对于我日后在设计算法和评估问题复杂度时，提供了极其重要的指导。我特别欣赏书中关于“停机问题”的阐述，这个看似简单的问题，却揭示了计算的内在局限性，让人不禁感叹理论的深刻性。此外，书中对算法复杂度的分析，特别是与自动机模型之间的联系，也让我对计算效率有了更直观的认识。我曾经花了很多时间去理解各种算法的时间复杂度，而这本书让我看到了这些复杂性背后更深层次的理论根源。读完这本书，我感觉自己对计算机科学的整个图景有了更宏观的把握，也更加敬畏理论研究的力量。它不仅仅是一本教材，更像是一次思维的洗礼，让我对“计算”这个概念有了前所未有的清晰和深刻的认识，这种收获是难以用言语来完全表达的。

评分☆☆☆☆☆

《自动机理论、语言与计算导论》这本书，对我而言是一次思维的洗礼，也为我在计算机科学的学习道路上打下了坚实的基础。我一直对编程语言是如何被解析和执行的感到好奇，而这本书就为我揭示了其中的奥秘。书中关于词法分析和语法分析的章节，详细介绍了如何利用有限自动机和上下文无关文法来构建编译器的核心部分。我曾经在尝试编写编译器时，常常被复杂的语法规则所困扰，而这本书提供了系统性的理论指导，让我能够更有效地设计和实现解析器。我特别欣赏书中对各种文法类型（如正则文法、上下文无关文法、上下文相关文法）的比较和分析，它们之间的能力差异以及所能描述的语言类别，让我对计算模型的表达能力有了更深刻的认识。阅读这本书，我不仅仅是学习了知识，更重要的是学会了如何以一种严谨、抽象的方式来思考计算问题。它让我明白，每一个看似复杂的计算系统，其背后都有着清晰的理论模型作为支撑。这本书的价值在于，它不仅提供了知识，更重要的是培养了我的科学思维能力，让我能够更清晰、更有条理地分析和解决问题。

评分☆☆☆☆☆

《自动机理论、语言与计算导论》这本书，为我打开了一扇通往理论计算机科学世界的大门，它的价值不言而喻。我一直以来都在思考，计算机是如何理解和处理我们输入的指令的，这本书就为我提供了最根本的解释。从最简单的有限自动机开始，到更为复杂的下推自动机和图灵机，作者们循序渐进地展示了计算能力的不断提升。我尤其喜欢书中关于“语言”的定义，它超越了我们日常对语言的理解，将语言看作是符号序列的集合，这极大地拓宽了我对“信息”的认知。书中关于正则表达式和各种形式文法的介绍，为我处理文本数据和设计程序结构提供了强大的工具。我曾经在进行数据清洗和文本分析时，为如何有效地匹配和提取信息而头疼，而这本书中介绍的自动机模型和语言描述方法，为我提供了清晰的解决方案。阅读这本书，我不仅学习了理论知识，更重要的是学会了如何用一种更加抽象和严谨的方式来思考问题，如何将复杂的计算任务分解为一系列可管理的步骤。它让我看到了计算机科学理论的魅力所在，也让我对未来的学习和研究有了更明确的方向。

评分☆☆☆☆☆

这本《自动机理论、语言与计算导论》简直是我学习计算机科学理论的基石！在深入研究算法、数据结构以及更高级的计算机科学分支之前，我一直对“计算”这个概念感到有些模糊，觉得它就像一个黑匣子，输入一堆东西，然后输出结果，但背后的原理却难以捉摸。这本书的出现，就像是为我打开了一扇通往计算世界核心的大门。从最基础的有限自动机开始，它循序渐进地引导我理解了如何用最抽象、最精确的方式来描述和模拟计算过程。我尤其喜欢书中关于正则表达式的部分，那些简洁而强大的模式匹配能力，让我对文本处理、编译器设计等领域的实际应用有了全新的认识。每当我遇到一个看似复杂的问题时，总是会回想起书中关于状态转移、接受/拒绝状态的逻辑，然后尝试用自动机的思维方式去拆解它。而且，它不仅仅是关于理论，还巧妙地将理论与实际联系起来，例如在讨论上下文无关文法时，书中举例说明了如何用它们来解析编程语言的语法结构，这让我深刻体会到理论的严谨性和实用性。阅读这本书的过程，不仅仅是在学习知识，更是在培养一种解决问题的思维方式，一种严谨的逻辑推导能力。即使在完成阅读后，每当我在工作中遇到一些需要精确定义和处理的规则时，我都会不由自主地想起书中介绍的各种自动机模型，以及它们所蕴含的强大描述能力。这本书的价值，远不止于它所涵盖的知识点，更在于它教会了我如何“思考”计算。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一座精心搭建的理论迷宫，我乐在其中，并且最终找到了出口。《自动机理论、语言与计算导论》以其系统性的结构和清晰的逻辑，帮助我深入理解了计算的底层原理。我一直对“算法”这个概念感到既熟悉又有些模糊，这本书通过介绍各种自动机模型，将抽象的算法概念具象化，让我看到了算法的构成和执行过程。书中关于“可判定性”和“可计算性”的讨论，给我留下了深刻的印象，它揭示了计算的内在局限性，也让我对哪些问题是可以解决的，哪些问题则无法解决有了更清晰的认识。我尤其欣赏书中关于“非确定性有限自动机”和“确定性有限自动机”之间的等价性证明，这让我看到了理论的精妙之处，以及不同模型之间的转化和联系。阅读这本书，我学会了如何进行严谨的数学推理，如何将复杂的计算问题转化为形式化的语言进行描述和分析。它不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的培养，让我能够以更系统、更具逻辑性的方式去分析和解决问题。这本书的价值在于，它让我对计算机科学的理解从“如何做”提升到了“为什么能做”，以及“能做到什么程度”。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的，不仅仅是知识的增长，更重要的是一种看待计算世界的全新视角。《自动机理论、语言与计算导论》以其深入浅出的讲解方式，将自动机、形式语言和可计算性等核心概念娓娓道来。我一直对“什么才算是计算”以及“计算的能力有多大”感到好奇，这本书就为我提供了最根本的答案。书中关于图灵机作为万能计算模型的阐述，让我对计算的本质有了更深刻的理解，同时也让我认识到了计算的局限性，比如停机问题的不可解性。我尤其喜欢书中对各种语言类之间的包含关系和等价性的证明，这些严谨的数学论证让我看到了理论的精妙之处。阅读这本书，我不仅学习了各种抽象的计算模型，更重要的是学会了如何用一种更加逻辑化、形式化的方式来分析和解决问题。它让我明白，很多计算机科学中的难题，都可以通过理论的手段来分析和解决。这本书的价值在于，它不仅仅是传授知识，更重要的是塑造了我严谨的科学思维方式，让我能够以更清晰、更有条理的方式去应对未来的挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，对我来说是一次思维的重塑。《自动机理论、语言与计算导论》以一种非常扎实的方式，把我从编程的“术”引向了计算的“道”。我一直以来都对“什么才算是真正的计算”以及“计算的边界在哪里”感到好奇，这本书就很好地解答了我的疑惑。书中关于图灵机的介绍，特别是它作为万能计算模型的概念，给我留下了极其深刻的印象。它以一种简洁而强大的模型，概括了所有已知算法的计算能力，这让我对计算的通用性有了前所未有的认识。我特别喜欢书中关于“不可判定性”的讨论，例如停机问题，这些例子让我看到了算法的局限性，也让我对复杂问题的解决有了更理性的认识。它教会了我，面对一个问题时，首先要思考的不是如何解决，而是这个问题是否“可解”。这本书的严谨性毋庸置疑，每一个概念的引入，每一个定理的证明，都经过了精心的设计和铺垫，让人能够循序渐进地理解。我曾多次在阅读过程中停下来，反复思考书中提出的思想，这些思考让我对计算机科学的理解更加深刻和透彻。它不仅仅是一本教科书，更是一次启发思维的旅程，让我对计算的本质有了更深入的领悟。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我来说，是一次关于“抽象”与“严谨”的深刻体验。在接触《自动机理论、语言与计算导论》之前，我对计算机科学的理解大多停留在“如何编写程序”的层面，而这本书则将我带入了“计算”本身是如何被定义和理解的领域。书中关于形式语言的定义，尤其是正则表达式和上下文无关文法，为我提供了一种全新的方式来描述和分析文本结构。我曾经在处理自然语言处理的任务时，常常为如何有效地解析和匹配文本模式而苦恼，而这本书中介绍的有限自动机和下推自动机，以及它们对应的语言类，为我提供了理论上的解决方案和设计思路。书中对“语言”的定义，并非仅仅指人类的自然语言，而是更广泛意义上的符号序列，这极大地拓宽了我对“语言”的认知范围。我特别欣赏书中对各种语言类之间的包含关系和等价性的证明，这些证明过程严谨而富有逻辑性，让我学习到了如何进行形式化的数学证明。每一次看完一个定理的证明，都有一种豁然开朗的感觉，仿佛自己也参与到了构建这个理论体系的过程中。这本书的阅读过程，与其说是学习，不如说是参与了一场智力探险，去探索计算世界的奥秘。它不仅教授了知识，更重要的是塑造了我严谨的科学思维方式，让我能够更清晰、更有条理地分析和解决问题。

评分☆☆☆☆☆

大二时John老爷爷亲自上的这门课，作为自动机理论的建立者之一介绍它的来龙去脉，亲身感受到智商被碾压的体验。 书本身是我大二时看得最舒服的一本英文书（受限于当时的英文水平），扎实且不失简洁，大师风范。

评分☆☆☆☆☆

Too wordy...

评分☆☆☆☆☆

还是那本书，现在读的版本。和第一版没太大出入

评分☆☆☆☆☆

大二时John老爷爷亲自上的这门课，作为自动机理论的建立者之一介绍它的来龙去脉，亲身感受到智商被碾压的体验。 书本身是我大二时看得最舒服的一本英文书（受限于当时的英文水平），扎实且不失简洁，大师风范。

评分☆☆☆☆☆

还是那本书，现在读的版本。和第一版没太大出入