W 属于 {a,b}* 的 WW 是上下文无关语言吗?

Is WW where W belongs to {a,b}* a context free language?

W属于{a,b}*的WW是上下文无关语言吗? 如果是,请提供PDA。

不,不是

假设,为了自相矛盾,它是,然后有一个 PDA 接受它。

根据泵引理(对于 CFG),有一个长度 p 这样对于每个单词(我们将很快选择一个)s 有一些子串 u,v,w,x,y这样 s=uvwxy 和:

  1. |vwx|<=p
  2. |vx|>=1
  3. uv^n wx^n y 是任何正 n
  4. 的语言

让我们考虑单词 a^p b^p a^p b^p,这样 u,v,w,x,y

要么 vwx 包含单词的中间部分,要么完全包含在前半部分,要么完全包含在后半部分。

如果在前半部分,那么在uv^2 wx^2 y字中。我们添加的总长度不超过 p,因此我们的中点 "moved" 不超过 p/2,所以现在中点继续 [=24] =],但是单词以 a 开头,所以它不是 ww

的形式

同样的论点也适用于下半场。

现在假设它包含中间部分,并考虑 uwy(使用 n=0)。由于|vwx|<=p,那么我们已经从中间的a和b中移除,但没有从边缘的a和b中移除。我们还删除了正数的字母,因此 uwy 的形式为 a^p b^k a^m b^pk<pm<p。不管怎样,它不是 ww

的形式