正版现货 自动机理论、语言和计算导论(原书第3版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111240358

商品编码：28339510346

包装：平装

出版时间：2008-07-01

基本信息

书名：自动机理论、语言和计算导论(原书第3版)

定价：49.00元

作者：(美)霍普克罗夫特(Hopcroft,J.E)；孙家

出版社：机械工业出版社

出版日期：2008-07-01

ISBN：9787111240358

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.663kg

编辑推荐

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本书是关于形式语言、自动机理论和计算复杂性方面的经典教材，是三位理论计算大师的**之作，现已更新到第3版。书中涵盖了有穷自动机、正则表达式与语言、正则语言的性质、上下文无关文法及上下文无关语言、下推自动机、上下文无关语言的性质、图灵机、不可判定性以及难解问题等内容。
　　本书已被世界许多大学采用为计算机理论课程的教材或教学参考书，适合作为高校计算机专业高年级本科生或研究生的教材，还可供从事理论计算工作的研究人员参考。
　　本书特点： 以简洁和易理解的方式讲述理论概念；强调理论的现代应用；使用大量的图来帮助表达概念；提供定义和证明的更多细节； 每章提供大量难易程度不同的练习。

内容提要

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本书是关于形式语言、自动机理论和计算复杂性方面的经典之作，是国际上得到广泛认可的计算机理论和计算机工程专业的教材。书中涵盖了有穷自动机、正则表达式与语言、正则语言的性质、上下文无关文法及上下文无关语言、下推自动机、上下文无关语言的性质、图灵机、不可判定性以及难解问题等内容。本书注重定义、定理的准确性和严格性，注重学生形式化和严格的数学推理能力的培养，同时在定义和证明中运用直观的方法说明抽象概念，借助许多图表帮助传达思想，并包含大量难度各异的示例和习题，便于读者加深对内容的理解。
本书适合作为计算机专业高年级本科生及研究生计算理论课程的教材和教学参考书。

目录

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出版者的话
译者序
前言
章 自动机：方法与体验
　1.1 为什么研究自动机理论
　　1.1.1 有穷自动机简介
　　1.1.2 结构表示法
　　1.1.3 自动机与复杂性
　1.2 形式化证明简介
　　1.2.1 演绎证明
　　1.2.2 求助于定义
　　1.2.3 其他定理形式
　　1.2.4 表面上不是“如果-则”命题的定理
　1.3 其他的证明形式
　　1.3.1 证明集合等价性
　　1.3.2 逆否命题
　　1.3.3 反证法
　　1.3.4 反例
　1.4 归纳证明
　　1.4.1 整数上的归纳法
　　1.4.2 更一般形式的整数归纳法
　　1.4.3 结构归纳法
　　1.4.4 互归纳法
　1.5 自动机理论的中心概念
　　1.5.1 字母表
　　1.5.2 串
　　1.5.3 语言
　　1.5.4 问题
　1.6 小结
　1.7 参考文献
第2章 有穷自动机
　2.1 有穷自动机的非形式化描述
　　2.1.1 基本规则
　　2.1.2 协议
　　2.1.3 允许自动机忽略动作
　　2.1.4 整个系统成为一个自动机
　　2.1.5 用乘积自动机验证协议
　2.2 确定型有穷自动机
　　2.2.1 确定型有穷自动机的定义
　　2.2.2 DFA如何处理串
　　2.2.3 DFA的简化记号
　　2.2.4 把转移函数扩展到串
　　2.2.5 DFA的语言
　　2.2.6 习题
　2.3 非确定型有穷自动机
　　2.3.1 非确定型有穷自动机的非形式化观点
　　2.3.2 非确定型有穷自动机的定义
　　2.3.3 扩展转移函数
　　2.3.4 NFA的语言
　　2.3.5 确定型有穷自动机与非确定型有穷自动机的等价性
　　2.3.6 子集构造的坏情形
　　2.3.7 习题
　2.4 应用：文本搜索
　　2.4.1 在文本中查找串
　　2.4.2 文本搜索的非确定型有穷自动机
　　2.4.3 识别关键字集合的DFA
　　2.4.4 习题
　2.5 带e 转移的有穷自动机
　　2.5.1 e 转移的用途
　　2.5.2 e-NFA的形式化定义
　　2.5.3 e 闭包
　　2.5.4 e-NFA的扩展转移和语言
　　2.5.5 消除 e 转移
　　2.5.6 习题
　2.6 小结
　2.7 参考文献
第3章 正则表达式与正则语言
　　……
第4章 正则语言的性质
第5章 上下文无关文法及上下文无关语言
第6章 下推自动机
第7章 上下文无关语言的性质
第8章 图灵机导引
第9章 不可判定性
0章 难解问题
1章 其他问题类
索引

作者介绍

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Hopcroft，J.E，地斯坦福大学获得博士学位，现为康奈尔大任康奈尔大学工程学院院长。他是1986年图灵奖获得者。他的研究兴趣集中在计算理论方面，尤其是算法分析、自动机理论等。

文摘

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序言

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算法的终极奥秘：解锁计算的边界与可能性 在信息爆炸的时代，理解计算机工作的底层原理，掌握其语言的本质，并探索计算的无限可能，已成为我们探索数字世界、驱动技术革新的关键。这本书，并非直接讲述一本名为“正版现货 自动机理论、语言和计算导论(原书第3版)”的特定著作，而是引领你踏上一段深刻而引人入胜的旅程，深入探究构成现代计算基石的理论框架——自动机理论、形式语言与可计算性理论。这将是一次思维的冒险，让你拨开技术的迷雾，直抵计算的本质。 想象一下，我们如何教会机器理解并执行我们赋予的指令？这背后离不开一套严谨的逻辑和一套精巧的数学模型。我们的探索将从最基础的计算模型——有限自动机（Finite Automata，FA）——开始。它如同一个简化的、拥有有限状态的“大脑”，能够识别特定模式的输入。我们将细致地剖析其工作原理：状态的转移、输入符号的读取、以及在特定状态下的接受与拒绝。你会了解到，看似简单的有限自动机，却能有效地处理诸如正则表达式匹配、词法分析等众多实际应用场景。我们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）之间的关系，理解它们在表达能力上的等价性，以及如何高效地在两者之间进行转换。这不仅仅是理论上的推演，更是对计算效率和实现可行性的深刻考量。 随着我们对计算复杂度的认识加深，我们会自然而然地转向更强大的计算模型。下推自动机（Pushdown Automata，PDA）便应运而生。它在有限自动机的基础上，增加了一个“栈”（Stack）数据结构，这使得它能够处理更复杂的语言结构，特别是那些需要记忆和嵌套信息的语言，比如程序设计语言中的括号匹配。我们将详细研究下推自动机的结构、工作机制，以及其与上下文无关文法（Context-Free Grammar，CFG）的紧密联系。你会发现，正是上下文无关文法，为描述编程语言的语法结构提供了强大的工具，而下推自动机则是解析这些文法的天然执行者。我们将一同剖析文法的生成规则，理解如何通过这些规则构建出具有层级结构的语言，并探索如何利用下推自动机来验证一个字符串是否符合某个上下文无关文法。 当我们继续向上攀登计算能力的阶梯，图灵机（Turing Machine），这个由数学家阿兰·图灵提出的抽象计算模型，将成为我们探索的焦点。图灵机被普遍认为是能够模拟任何可计算过程的最通用模型。它由一个无限长的纸带、一个读写头、一个状态寄存器和一个状态转换函数组成。尽管其结构看似简单，但它的理论威力却足以定义“可计算性”的边界。我们将详细解析图灵机的构成要素，理解其如何通过纸带上的读写操作和状态的转换来执行计算。更重要的是，我们将深入探讨“丘奇-图灵论题”，理解它所揭示的，即任何直观上可计算的函数，都可以被图灵机计算。这意味着，如果一个问题无法被图灵机解决，那么它就是“不可计算的”，无论我们拥有多么强大的计算机。 有了这些强大的计算模型作为基础，我们便可以自然地进入形式语言（Formal Languages）的研究。语言不仅仅是人类交流的工具，更是计算机理解和处理信息的载体。形式语言则提供了一套精确的数学语言，用于描述和分析计算机可以识别和生成的语言。我们将从正则语言（Regular Languages）入手，它们是可以被有限自动机识别的语言，通常由正则表达式来描述。接着，我们将深入上下文无关语言（Context-Free Languages），它们能够被下推自动机识别，并通常由上下文无关文法来描述，这是现代编程语言语法的主要形式。我们会探索更复杂的语言类别，如上下文有关语言，并理解它们在计算理论中的位置和作用。理解形式语言，就像掌握了一套通用的“语种”翻译器，能够将不同形式的计算需求转化为机器能够理解的逻辑。 在掌握了自动机模型和形式语言的理论框架后，我们将转向可计算性理论（Computability Theory）的核心问题：哪些问题是计算机能够解决的，哪些是不能的？我们将研究可判定性（Decidability）和不可判定性（Undecidability）的概念。我们会看到，尽管图灵机在理论上拥有强大的计算能力，但仍然存在一些基本的问题，无论使用何种算法，都无法在有限的时间内得到确定的答案。例如，停机问题（Halting Problem）——即判断一个任意给定的程序是否会在有限时间内停止运行——就是一个著名的不可判定问题。这将让我们深刻理解计算能力的局限性，并认识到理论研究的严谨性。 此外，我们还将触及复杂性理论（Complexity Theory）的初步概念，虽然本书并非完全聚焦于此，但对理解计算问题的“难易程度”至关重要。我们将初步了解问题的类别，如P类问题（可以在多项式时间内解决的问题）和NP类问题（可以在多项式时间内验证解的问题），以及著名的P=NP猜想，它关系到我们对许多重要问题的解决能力。理解这些概念，将帮助我们评估算法的效率，并认识到在实际应用中，即使是理论上可计算的问题，其计算成本也可能高得令人望而却步。 整个探索过程，将不仅仅停留在理论的抽象层面。我们将时刻关注这些理论概念在现实世界中的应用。从编译器如何解析源代码，到搜索引擎如何匹配查询，再到网络协议如何通信，自动机理论、形式语言和可计算性理论无处不在，它们是构建现代信息技术体系的基石。你将深刻体会到，正是这些看似抽象的数学和逻辑工具，赋予了计算机强大的生命力，并驱动着我们进入一个前所未有的智能时代。 这是一场思维的盛宴，一次对计算本质的深刻追问。无论你是计算机科学领域的初学者，还是希望深入理解技术底层的专业人士，这段旅程都将为你打开一扇通往更广阔、更深邃计算世界的大门。它将挑战你的思维定势，激发你的创造力，并最终让你对“计算”这个词拥有全新的、更加深刻的理解。准备好，让我们一同启程，揭开算法的终极奥秘。

评分☆☆☆☆☆

我一直以来对计算机科学中的“形而上学”部分有着强烈的探求欲，这本《自动机理论、语言和计算导论(原书第3版)》无疑就是我寻觅已久的宝藏。说实话，很多时候，我们沉浸在具体的编程实践中，却忽略了支撑这一切的坚实基石。自动机理论，对我而言，就像是探索语言的语法结构和生成规则一样，是理解计算过程的“语法”。而语言，不仅仅是指自然语言，更是指形式语言，是机器理解和执行指令的媒介。我希望这本书能够以一种非常清晰、逻辑严密的方式，将这些抽象的概念具象化。想象一下，能够理解一个计算机程序是如何被解析、如何被执行的底层逻辑，这将极大地提升我对编程的理解深度。我尤其看重的是，这本书能否提供一些实际的例子，将这些理论与现实世界的应用联系起来。例如，它能否解释为什么某些问题可以被高效计算，而另一些则几乎不可能？它能否帮助我理解不同类型的计算机模型（例如图灵机）之间的关系和差异？我希望这本书不是一本枯燥的数学证明集，而是能够引导我进行深入思考，激发我探索计算机科学无限可能性的重要指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我一种沉静而厚重的学术感，书脊上的烫金字体在书架上格外醒目。拿到手上，就能感受到它扎实的纸张和精良的印刷质量，这对于一本需要反复翻阅、思考的经典教材来说，无疑是至关重要的。我一直对计算机科学的基础理论深感兴趣，尤其是在算法和计算的本质方面。这本书的名字就直接点出了其核心内容，光是“自动机理论”、“语言”和“计算”这几个关键词，就足以让我对它充满期待。我非常希望这本书能以一种清晰、循序渐进的方式，带领我深入理解这些概念的来龙去脉。毕竟，很多更高级的计算机科学分支，比如编译原理、形式化方法、甚至人工智能的某些方面，都离不开自动机和计算理论的奠基。我尤其看重教材的严谨性，希望它能给出清晰的定义、充分的证明，并且提供足够的例子来帮助理解抽象的数学概念。当然，一本好的教材不仅仅是理论的堆砌，更应该能够激发读者的思考，让我能够将学到的知识与实际的编程或系统设计联系起来。我希望这本书的练习题能够具有一定的挑战性，能够帮助我巩固所学，并且培养解决问题的能力。总而言之，我对这本书的期待是它能够成为我理解计算机科学核心思想的一扇重要窗口。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我首先被它所承载的“经典”气息所吸引。在技术日新月异的今天，一本能够经受住时间考验、被誉为“原书第3版”的教材，必定有着其深刻的价值。我的目标是深入理解计算机科学的底层逻辑，而“自动机理论”、“语言”和“计算”这三个词汇，恰恰触及了计算机科学的核心。我希望这本书能够提供一套严谨而系统的理论框架，让我能够清晰地理解什么是计算，什么是可计算的，以及计算能力的边界在哪里。我期待它能带领我从最基础的有限自动机开始，逐步过渡到更复杂的模型，理解不同计算模型之间的等价性和区别。同时，我也关注书中关于“语言”的部分，希望它能帮助我理解形式语言的定义、分类以及它们在理论计算机科学中的作用。更重要的是，我希望这本书能在我心中种下一颗“计算思维”的种子，让我能够以一种更加抽象和形式化的方式来分析和解决问题。一本好的教材，应该能够点燃读者的求知欲，而不是仅仅传递知识。我期待它能在我脑海中构建起一座坚实的知识大厦。

评分☆☆☆☆☆

这本《正版现货 自动机理论、语言和计算导论(原书第3版)》在我眼中，绝不仅仅是一本技术书籍，它更像是通往计算机科学“心脏”的一张藏宝图。我之所以选择它，是因为我深信，要真正理解我们每天使用的计算机是如何工作的，就必须回溯到最根本的原理。自动机理论，听起来就带着一丝神秘和哲学意味，它探讨的是什么是计算，什么是可以被计算的，以及计算能力的界限在哪里。语言的部分，则让我联想到编程语言的设计，以及我们如何用形式化的语言来描述计算过程。而“计算导论”，则意味着它将引领我入门，逐步揭示这些深奥概念的奥秘。我希望这本书能够以一种引人入胜的方式来呈现这些内容，即使是对于初学者，也能感到豁然开朗。我非常期待书中能够包含一些历史发展的脉络，让我了解这些理论是如何一步步发展起来的，以及它们在计算机科学发展史上扮演的角色。我喜欢那些能够激发我思考“为什么”的书，而不是仅仅告诉我“怎么做”。如果这本书能让我对计算的本质产生更深刻的认识，让我能够从更宏观的视角去理解计算机科学的各个分支，那就太值了。我对它在逻辑严谨性、概念阐释的深度和广度上寄予厚望。

评分☆☆☆☆☆

我一直对计算机科学中的那些“元知识”非常着迷，也就是那些关于计算本身的本质、能力的边界以及理论基础的探讨。这本书的名字，恰好完美地击中了我的兴趣点：《自动机理论、语言和计算导论》。我希望这本书能够像一位经验丰富的向导，带领我穿越抽象的理论迷宫，直达计算的本质。对我来说，自动机理论不仅仅是关于状态转换的数学模型，更是关于“机器能做什么”的根本性思考。而“语言”部分，我期待它能让我理解形式语言的构造规则、表达能力，以及它们如何与计算模型相互映射。最吸引我的是“计算导论”这个概念，它预示着这本书将为我提供一个理解计算机科学全局的视角。我希望它能以一种清晰、逻辑严谨、并且包含丰富例证的方式来阐述这些概念。例如，能否通过一些经典的理论问题（如停机问题）来展示计算能力的局限性？能否解释不同类型的自动机（如有限自动机、下推自动机、图灵机）在能力上的差异？我对这本书寄予厚望，希望它能帮助我建立起坚实的理论基础，为我未来更深入的学习和研究打下坚实的地基。