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P2 Automata Minimization: a Functorial Approach

自动机最小化:一种函子式方法
LMCS vol.Volume 16, Issue 12020匹配度 2/10 · 该论文属于自动机理论与范畴论形式语义,研究最小化的函子化与伴随刻画,虽可能与形式验证/程序语言理论有间接基础联系,但不涉及静态分析、LLM/Agent、浮点程序分析或贝叶斯程序分析,与用户当前核心方向距离较远。引用 30 inbox
Thomas Colcombet, Daniela Petrişan
dblp: 2026-09-10crossref: 2026-09-10arxiv: 2026-09-10

AI 速览

一句话:用函子与伴随刻画自动机及其最小化,统一确定化、最小化与句法代数。

论文将语言及其接受器(确定/加权自动机、转换器、幺半群等)视为从规定语言与机器类型的输入范畴到规定输出类型的输出范畴的函子。作者给出输出范畴上的充分条件,以保证相应自动机的最小化存在;并说明如何把输出值范畴之间的伴随提升为自动机范畴之间的伴随。该框架可实例化以统一自动机理论中的若干现象,包括确定化、最小化和句法代数,并在该设定下解释子序列转换器的 Choffrut 最小化算法以及 Brzozowski 最小化算法。

问题
自动机理论中确定化、最小化、句法代数等结果较为分散,缺乏统一的范畴论框架,尤其需要明确何时可保证最小化。
方法
把语言与接受器建模为输入范畴到输出范畴的函子,给出输出范畴的充分条件,并将输出范畴间的伴随提升为自动机范畴间的伴随。
评估
通过范畴框架的实例化与案例研究统一自动机理论现象,并在该设定下解释 Choffrut 子序列转换器最小化算法和 Brzozowski 最小化算法,未涉及经验评估。
原文摘要(Abstract)

In this paper we regard languages and their acceptors - such as deterministic or weighted automata, transducers, or monoids - as functors from input categories that specify the type of the languages and of the machines to categories that specify the type of outputs. Our results are as follows: A) We provide sufficient conditions on the output category so that minimization of the corresponding automata is guaranteed. B) We show how to lift adjunctions between the categories for output values to adjunctions between categories of automata. C) We show how this framework can be instantiated to unify several phenomena in automata theory, starting with determinization, minimization and syntactic algebras. We provide explanations of Choffrut's minimization algorithm for subsequential transducers and of Brzozowski's minimization algorithm in this setting.Comment: journal version of the CALCO 2017 paper arXiv:1711.03063

链接与引用

DOI 原文 · arXiv · PDF(开放获取) · DBLP

BibTeX
@article{ColcombetP19,
  title = {Automata Minimization: a Functorial Approach},
  author = {Thomas Colcombet and Daniela Petrişan},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 16, Issue 1},
  year = {2020},
  doi = {10.23638/lmcs-16(1:32)2020}
}