A subsequence of a word $w$ is a word $u$ such that $u = w[i_1] w[i_2] \dots w[i_{k}]$, for some set of indices $1 \leq i_1 < i_2 < \dots < i_k \leq \lvert w\rvert$. A word $w$ is $k$-subsequence universal over an alphabet $\Sigma$ if every word in $\Sigma^k$ appears in $w$ as a subsequence. In this paper, we study the intersection between the set of $k$-subsequence universal words over some alphabet $\Sigma$ and regular languages over $\Sigma$. We call a regular language $L$ \emph{$k$-$\exists$-subsequence universal} if there exists a $k$-subsequence universal word in $L$, and \emph{$k$-$\forall$-subsequence universal} if every word of $L$ is $k$-subsequence universal. We give algorithms solving the problems of deciding if a given regular language, represented by a finite automaton recognising it, is \emph{$k$-$\exists$-subsequence universal} and, respectively, if it is \emph{$k$-$\forall$-subsequence universal}, for a given $k$. The algorithms are FPT w.r.t.~the size of the input alphabet, and their run-time does not depend on $k$; they run in polynomial time in the number $n$ of states of the input automaton when the size of the input alphabet is $O(\log n)$. Moreover, we show that the problem of deciding if a given regular language is \emph{$k$-$\exists$-subsequence universal} is NP-complete, when the language is over a large alphabet. Further, we provide algorithms for counting the number of $k$-subsequence universal words (paths) accepted by a given deterministic (respectively, nondeterministic) finite automaton, and ranking an input word (path) within the set of $k$-subsequence universal words accepted by a given finite automaton.


翻译:单词 $w$ 的一个子序列是指存在一组索引 $1 \leq i_1 < i_2 < \dots < i_k \leq \lvert w\rvert$,使得 $u = w[i_1] w[i_2] \dots w[i_{k}]$ 的单词 $u$。若字母表 $\Sigma$ 上的每个单词都在 $w$ 中以子序列形式出现,则称单词 $w$ 是 $\Sigma$ 上的 $k$-子序列完备的。本文研究某字母表 $\Sigma$ 上的 $k$-子序列完备单词集合与 $\Sigma$ 上正则语言之间的交集。若正则语言 $L$ 中存在一个 $k$-子序列完备单词,则称 $L$ 为 $k$-$\exists$-子序列完备;若 $L$ 中每个单词均为 $k$-子序列完备,则称 $L$ 为 $k$-$\forall$-子序列完备。针对给定 $k$,我们提出了判定给定正则语言(由识别它的有限自动机表示)是否为 $k$-$\exists$-子序列完备以及是否为 $k$-$\forall$-子序列完备的算法。该算法关于输入字母表规模具有固定参数可解性(FPT),且运行时间与 $k$ 无关;当输入字母表规模为 $O(\log n)$ 时,算法在输入自动机状态数 $n$ 的多项式时间内运行。此外,我们证明了当正则语言定义在大字母表上时,判定其是否为 $k$-$\exists$-子序列完备是 NP-完全的。进一步,我们提供了计数给定确定型(或非确定型)有限自动机接受的 $k$-子序列完备单词(路径)数量的算法,以及对给定有限自动机接受的 $k$-子序列完备单词集合中的输入单词(路径)进行排序的算法。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月9日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月9日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
相关资讯
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员