接受语言 L={a^n+1 b^2n c^3n: n>=0} 的图灵机可以设计如下:
首先,我们需要了解语言 L 的定义:L 中的字符串由 a^n+1 b^2n c^3n 组成,其中 n 是非负整数。也就是说,字符串中的 a 的数量是 b 和 c 的数量的两倍和三倍。
接下来,我们设计图灵机的状态转换表:
状态集合 Q:q0, q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7, q8
输入字母集 Σ:{a, b, c}
初始状态 q0
终止状态集 F:{q8}
状态转换函数 δ:Q x Σ -> Q x Σ x {L, R}
状态转换表如下:
| 状态 | 输入 | 下一个状态 | 输出 | 移动方向 |
|----------|-----------|-----------------|-----------|----------------|
| q0 | a | q1 | a | R |
| q0 | _ | q8 | _ | |
| q1 | a | q1 | a | R |
| q1 | b | q2 | _ | R |
| q2 | b | q2 | b | R |
| q2 | c | q3 | _ | R |
| q3 | c | q3 | c | R |
| q3 | _ | q4 | _ | L |
| q4 | c | q4 | c | L |
| q4 | b | q5 | _ | L |
| q5 | b | q5 | b | L |
| q5 | a | q6 | _ | L |
| q6 | a | q6 | a | L |
| q6 | _ | q7 | _ | R |
| q7 | _ | q0 | _ | R |
根据状态转换表,我们可以根据输入字符串的每个字符,将图灵机从一个状态转移到另一个状态。具体步骤如下:
- 初始化图灵机的状态为 q0。
- 读入输入字符串的第一个字符。如果字符是 a,则保持当前状态不变并继续读入下一个字符。如果字符是 b,则将图灵机的状态转移为 q2,并将当前字符替换为空字符。如果字符是 c,则拒绝该输入字符串。
- 继续读入输入字符串的下一个字符。如果字符是 b,则保持当前状态不变并继续读入下一个字符。如果字符是 c,则将图灵机的状态转移为 q3,并将当前字符替换为空字符。如果字符是 a,则拒绝该输入字符串。
- 继续读入输入字符串的下一个字符。如果字符是 c,则保持当前状态不变并继续读入下一个字符。如果字符是空字符,则将图灵机的状态转移为 q4,并将当前字符替换为 c。
- 继续读入输入字符串的下一个字符。如果字符是 c,则保持当前状态不变并继续读入下一个字符。如果字符是 b,则将图灵机的状态转移为 q5,并将当前字符替换为空字符。如果字符是 a,则拒绝该输入字符串。
- 继续读入输入字符串的下一个字符。如果字符是 b,则保持当前状态不变并继续读入下一个字符。如果字符是 a,则将图灵机的状态转移为 q6,并将当前字符替换为空字符。如果字符是空字符,则拒绝该输入字符串。
- 继续读入输入字符串的下一个字符。如果字符是 a,则保持当前状态不变并继续读入下一个字符。如果字符是空字符,则将图灵机的状态转移为 q7。
- 继续读入输入字符串的下一个字符。如果字符是空字符,则保持当前状态不变并继续读入下一个字符。如果字符是 a,则将图灵机的状态转移为 q0。
- 继续读入输入字符串的下一个字符。如果字符是空字符,则保持当前状态不变并继续读入下一个字符。如果字符不是空字符,则拒绝该输入字符串。
- 重复步骤 9,直到读入的字符为空字符。
- 最终状态如果是 q8,则接受该输入字符串;否则,拒绝该输入字符串。
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