1. Teil: Formale Sprachen und Automatentheorie - Faculty of ...

Beispielsweise hat die Grammatik G Idf für “Identifier” in Abbildung 4 auf Seite 8 folgende
Herleitung des Worts b46.
Daher gilt Idf ⇒ ∗ b46.
Idf ⇒ BA ⇒ BZA ⇒ BZZA
⇒
BZZ ⇒ bZZ ⇒ b4Z ⇒ b46
Definition 1.5 (Erzeugte Sprache L(G)). Sei G =(V,Σ,P,S) eine Grammatik. Die durch G
erzeugte Sprache
L(G) = { def
w ∈ Σ ∗ : S ⇒ ∗ w }
besteht aus allen Wörtern w ∈ Σ ∗ , die sich aus dem Startsymbol S ableiten lassen. L(G) wird
häufig auch die von G definierte oder generierte Sprache genannt.
Wir betrachten die Grammatik G Idf in Abbildung 4 auf Seite 8. Die erzeugte Sprache L(G Idf )
ist – wie erwartet – die Sprache bestehend aus allen Zeichenketten, die mit einem Buchstaben
beginnen und dann mit einem beliebig langen (eventuell leeren) Wort – gebildet aus Buchstaben
und Ziffern – enden. Aufgrund der einfachen Struktur der Grammatik G Idf kann diese Aussage
zwar als offensichtlich angesehen werden. Dennoch wollen wir exemplarisch am Beispiel einer
vereinfachten Version G von G Idf erläutern, wie der Nachweis, dass die erzeugte Sprache einer
Grammatik mit einer gegebenen Sprache L übereinstimmt, erbracht werden kann. Grammatik
G verwendet nur zwei Termimale b (anstelle aller Buchstaben) und C (anstelle aller Ziffern)
und die Nichtterminalen S (statt Idf ), A und B (wie in G Idf ) und C (statt Z). Die Regeln von G
sind wie folgt:
S → BA
A → ε ∣ B → b
∣ BA CA C → c
Die Behauptung ist nun, dass L(G) = { bx : x ∈ {b,c} ∗ } . Es ist offensichtlich, dass ε in keiner
der beiden Sprachen liegt.
“⊇” Zu zeigen ist, dass jedes nicht-leere Wort w über dem Terminalalphabet Σ, dessen erstes
Zeichen ein Symbol b ist, eine Herleitung in G besitzt. Hierzu genügt es eine Herleitung
von w in G anzugeben. Sei w = bx, wobei x = d 1 ...d k mit d i ∈ {b,c}. Für i ∈ {1,...,k}
sei
{
B : falls di = b
D i =
C : falls d i = c
Durch Anwenden der Regeln S → BA und A → D i für i = 1,2,...,k und schliesslich
A → ε sowie die Regeln B → b und D i → d i für i = 1,2,...,k erhalten wir folgende
Herleitung von w in G:
S ⇒ BA ⇒ BD 1 A ⇒ BD 1 D 2 A ⇒ ... ⇒ BD 1 D 2 ...D k A
⇒ BD 1 D 2 ...D k ⇒ bD 1 D 2 ...D k ⇒ ... ⇒ bd 1 D 2 D 3 ...D k
⇒ bd 1 d 2 D 3 ...D k ⇒ ... ⇒ bd 1 d 2 ...d k = w
“⊆” Zu zeigen ist, dass alle aus G herleitbaren Wörter über dem Terminalalphabet {b,c} nichtleer
sind und mit dem Symbol b beginnen. Der Beweis hierfür kann erbracht werden,
indem man folgende Eigenschaft für alle in G herleitbaren Wörter über {A,B,C} ∪ {b,c}
nachweist.
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