กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

คำพารามิเตอร์

ในการศึกษาคณิตศาสตร์ของคอม บินาทอริกบนคำ คำพารามิเตอร์ คือ สตริง บน ตัวอักษร ที่กำหนด ซึ่ง มี อักขระตัวแทน จำนวนหนึ่ง [ 1 ] เซตของสตริงที่ตรงกับคำพารามิเตอร์ที่กำหนดเรียกว่า...

คำพารามิเตอร์

ในการศึกษาคณิตศาสตร์ของคอมบินาทอริกบนคำคำพารามิเตอร์คือสตริงบนตัวอักษร ที่กำหนด ซึ่ง มี อักขระตัวแทนจำนวนหนึ่ง[ 1 ]เซตของสตริงที่ตรงกับคำพารามิเตอร์ที่กำหนดเรียกว่าเซตพารามิเตอร์หรือลูกบาศก์คอมบินาทอริกคำพารามิเตอร์สามารถประกอบกันเพื่อสร้างลูกบาศก์ย่อยที่เล็กกว่าของลูกบาศก์คอมบินาทอริกที่กำหนด มีการประยุกต์ใช้ในทฤษฎีแรมซีย์และในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ในการตรวจจับรหัสที่ซ้ำกัน

คำจำกัดความและสัญลักษณ์

อย่างเป็นทางการแล้วเค{\displaystyle k}-พารามิเตอร์ความยาวของคำn{\displaystyle n}เหนือตัวอักษรที่กำหนดเอ{\displaystyle A}เป็นลำดับของn{\displaystyle n}ตัวละครบางตัวอาจมาจาก...เอ{\displaystyle A}และส่วนอื่นๆ ก็คือเค{\displaystyle k}อักขระไวด์การ์ดที่แตกต่างกัน*1,*2,,*เค{\displaystyle *_{1},*_{2},\ldots ,*_{k}}อักขระตัวแทนแต่ละตัวจะต้องปรากฏอย่างน้อยหนึ่งครั้ง แต่สามารถปรากฏได้หลายครั้ง และอักขระตัวแทนจะต้องปรากฏตามลำดับที่กำหนดโดยดัชนี: อักขระตัวแทนตัวแรกในคำจะต้องเป็น*1{\displaystyle *_{1}}อันถัดไปที่แตกต่างจาก*1{\displaystyle *_{1}}ต้องเป็น*2{\displaystyle *_{2}}เป็นต้น ในกรณีพิเศษ คำที่เขียนด้วยตัวอักษรที่กำหนดโดยไม่มีอักขระตัวแทนใดๆ เรียกว่าคำที่มีพารามิเตอร์ 0 ตัว สำหรับคำที่มีพารามิเตอร์ 1 ตัว สามารถละเว้นตัวห้อยได้ เนื่องจากไม่มีความกำกวมระหว่างอักขระตัวแทนที่แตกต่างกัน เซตของทั้งหมดเค{\displaystyle k}-พารามิเตอร์คำต่างๆเอ{\displaystyle A}ความยาวn{\displaystyle n}ถูกกำหนดโดยเอ(nเค){\displaystyle A{\tbinom {n}{k}}}[ 1 ]

เอเค{\displaystyle k}-พารามิเตอร์คำแสดงถึงชุดของ|เอ|เค{\displaystyle |A|^{k}}สตริง (คำที่ไม่มีพารามิเตอร์) ที่ได้จากการแทนที่สัญลักษณ์ของเอ{\displaystyle A}สำหรับอักขระตัวแทนแต่ละตัว ชุดของสตริงนี้เรียกว่าชุดพารามิเตอร์ของลูกบาศก์เชิงการจัดเรียงและเค{\displaystyle k}เรียกว่ามิติของมัน ลูกบาศก์เชิงคอมบินาทอริกหนึ่งมิติอาจเรียกว่าเส้นเชิงคอมบินาทอริก[ 1 ]

ในลูกบาศก์เชิงการจัดเรียง (combinatorial cube) อักขระตัวแทน (wildcard character) แต่ละตัวจะต้องมีตัวแทนเดียวกัน การวางนัยทั่วไปของคำพารามิเตอร์ช่วยให้สามารถแทนที่อักขระตัวแทนเดียวกันด้วยอักขระอื่นจากตัวอักษรได้อย่างเป็นระบบเอ{\displaystyle A}เป็นตัวอักษรและจี{\displaystyle G}เป็นกลุ่มที่มีการกระทำเกี่ยวกับเอ{\displaystyle A}จากนั้นจี{\displaystyle G}- คำพารามิเตอร์ที่มีป้ายกำกับ คือ aเค{\displaystyle k}-พารามิเตอร์คำ พร้อมกับการกำหนดองค์ประกอบกลุ่มให้กับอักขระตัวแทนแต่ละตัวในคำนั้น การปรากฏครั้งแรกของอักขระตัวแทนแต่ละตัวจะต้องถูกกำหนดให้เป็นองค์ประกอบเอกลักษณ์ของกลุ่ม จากนั้น สตริงที่แสดงโดยพารามิเตอร์คำที่มีป้ายกำกับจะได้รับโดยการเลือกอักขระตัวใดตัวหนึ่งเอ{\displaystyle A}สำหรับอักขระตัวแทนแต่ละตัว และแทนที่ผลลัพธ์ของการรวมอักขระนั้นกับองค์ประกอบกลุ่มที่ติดป้ายกำกับสำเนาแต่ละชุดของอักขระนั้น เซตของทั้งหมดจี{\displaystyle G}ติดป้ายกำกับเค{\displaystyle k}-พารามิเตอร์คำต่างๆเอ{\displaystyle A}ความยาวn{\displaystyle n}ถูกกำหนดโดย[เอ,จี](nเค){\displaystyle [A,G]{\tbinom {n}{k}}}[ 1 ]

ตัวอย่าง

ในเกมโอเอ็กซ์ช่องบนกระดานเกมสามารถกำหนดพิกัดเป็นจำนวนเต็ม สอง ค่าได้(x,y){\displaystyle (x,y)}จากตัวอักษร{1,2,3}{\displaystyle \{1,2,3\}}การนำพิกัดทั้งสองมาต่อกันจะสร้างสตริงที่แสดงถึงแต่ละเซลล์ ซึ่งเป็นหนึ่งในเก้าสตริง11,12,13,21,22,23,31,32,{\displaystyle 11,12,13,21,22,23,31,32,}หรือ33{\displaystyle 33}มีคำที่มีพารามิเตอร์เดียวจำนวนเจ็ดคำที่มีความยาวสองในตัวอักษรนี้ ได้แก่ คำเหล่านั้น1*,2*,3*,*1,*2,*3,{\displaystyle 1*,2*,3*,*1,*2,*3,}และ**{\displaystyle **}เส้นเชิงการจัดเรียงที่สอดคล้องกันจะประกอบเป็นเจ็ดในแปดแถวของสามเซลล์ในแถวเดียวบนกระดานเกมโอเอ็กซ์ ตัวอย่างเช่น คำที่มีพารามิเตอร์เดียว2*{\displaystyle 2*}สอดคล้องกับเส้นเชิงการจัดเรียง{21,22,23}{\displaystyle \{21,22,23\}}และคำที่มีพารามิเตอร์เดียว**{\displaystyle **}สอดคล้องกับเส้นเชิง การจัดเรียง{11,22,33}{\displaystyle \{11,22,33\}}[ 2 ]

อย่างไรก็ตาม หนึ่งในแปดเส้นที่ชนะในเกมโอเอ็กซ์นั้นหายไปจากชุดเส้นเชิงการจัดเรียงนี้ นั่นคือเส้นทแยงมุมตรงข้าม{13,22,31}{\displaystyle \{13,22,31\}}เป็นไปได้ที่จะได้เส้นนี้เป็นเส้นเชิงการจัดเรียง (โดยไม่รวมการจัดเรียงเซลล์อื่นๆ ที่ไม่ถูกต้องสำหรับเกมโอเอ็กซ์) โดยใช้กลุ่มที่มีสององค์ประกอบ และการกระทำที่องค์ประกอบที่ไม่ใช่เอกลักษณ์จะสลับตัวอักษร1{\displaystyle 1}และ3{\displaystyle 3}ขณะที่ออกจากองค์ประกอบนั้น2{\displaystyle 2}อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง มีคำที่มีป้ายกำกับหนึ่งพารามิเตอร์แปดคำที่มีความยาวสองสำหรับแอ็กชันนี้ โดยเจ็ดคำได้มาจากคำที่ไม่มีป้ายกำกับหนึ่งพารามิเตอร์โดยใช้ป้ายกำกับเอกลักษณ์สำหรับไวด์การ์ดทั้งหมด คำทั้งเจ็ดนี้มีบรรทัดการรวมกันเหมือนเดิม คำที่มีป้ายกำกับคำที่แปดประกอบด้วยคำว่า**{\displaystyle **}ติดป้ายกำกับด้วยองค์ประกอบเอกลักษณ์สำหรับครั้งแรก*{\displaystyle *}และองค์ประกอบที่ไม่เหมือนกันแบบย้อนกลับสำหรับตัวที่สอง*{\displaystyle *}เส้นการจัดเรียงของมันคือเส้นที่ชนะสุดท้ายของกระดานเกมโอเอ็กซ์{13,22,31}{\displaystyle \{13,22,31\}}[ 2 ]

องค์ประกอบ

สำหรับพารามิเตอร์จำนวนเต็มสามตัวที่กำหนดnเค{\displaystyle n\geq m\geq k}สามารถรวมคำพารามิเตอร์สองคำเข้าด้วยกันได้เอฟเอ(n){\displaystyle f\in A{\tbinom {n}{m}}}และจีเอ(เค){\displaystyle g\in A{\tbinom {m}{k}}}เพื่อสร้างคำพารามิเตอร์อีกคำหนึ่งเอฟจีเอ(nเค){\displaystyle f\circ g\in A{\tbinom {n}{k}}}ในการทำเช่นนั้น เพียงแค่เปลี่ยนสำเนาแต่ละฉบับของฉัน{\displaystyle i}สัญลักษณ์ไวด์การ์ดตัวที่ th ในเอฟ{\displaystyle f}โดยฉัน{\displaystyle i}ตัวละครที่ th ในจี{\displaystyle g}ซึ่งจะทำให้ได้คำที่มีความยาวตามที่ต้องการn{\displaystyle n}ที่ใช้สัญลักษณ์ไวด์การ์ดแต่ละตัวในจี{\displaystyle g}อย่างน้อยหนึ่งครั้ง เรียงลำดับจากน้อยไปมาก เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องเค{\displaystyle k}-พารามิเตอร์ความยาวของคำn{\displaystyle n}แนวคิดเรื่องการประกอบนี้สามารถขยายไปสู่การประกอบคำพารามิเตอร์ที่มีป้ายกำกับ (โดยใช้ตัวอักษรและการกระทำกลุ่มเดียวกัน) โดยการใช้การกระทำกลุ่มกับอักขระที่แทนที่ด้วยตัวอักษรที่ไม่ใช่ไวด์การ์ด และประกอบป้ายกำกับกลุ่มสำหรับอักขระที่แทนที่ด้วยไวด์การ์ด เซตย่อยของลูกบาศก์เชิงคอมบินาทอริกจะเป็นลูกบาศก์เชิงคอมบินาทอริกที่เล็กกว่าหากสามารถได้มาโดยการประกอบในลักษณะนี้[ 1 ]

การแจงนับเชิงการจัดเรียง

จำนวนคำพารามิเตอร์ในเอ(nเค){\displaystyle A{\tbinom {n}{k}}}สำหรับตัวอักษรขนาด{\displaystyle r}เป็น{\displaystyle r}- เลขสเตอร์ลิงชนิดที่สอง{+n+เค}{\displaystyle \textstyle \left\{{r+n \atop r+k}\right\}_{r}}ตัวเลขเหล่านี้แสดงจำนวนการแบ่งส่วนของจำนวนเต็มในช่วงที่กำหนด[1,+n]{\displaystyle [1,r+n]}เข้าไปข้างใน+เค{\displaystyle r+k}เซตย่อยที่ไม่ว่างเปล่าซึ่งตัวแรก{\displaystyle r}จำนวนเต็มเป็นของเซตย่อยที่แตกต่างกัน การแบ่งประเภทนี้สามารถนำไปใส่ในความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่งกับคำพารามิเตอร์ได้ โดยการสร้างคำที่มีอักขระสำหรับแต่ละตัวn{\displaystyle n}จำนวนเต็มในช่วง[+1,n+]{\displaystyle [r+1,n+r]}โดยกำหนดค่าอักขระนี้ให้เป็นจำนวนเต็มหรือจำนวนเต็มก็ได้[1,]{\displaystyle [1,r]}ที่อยู่ในเซตย่อยเดียวกันของพาร์ติชัน หรืออักขระตัวแทน (wildcard) สำหรับแต่ละเซตย่อยของพาร์ติชันที่ไม่มีจำนวนเต็มอยู่[1,]{\displaystyle [1,r]}. เดอะ{\displaystyle r}-จำนวนสเตอร์ลิงเป็นไปตามความสัมพันธ์เวียนเกิด อย่างง่าย ซึ่งสามารถคำนวณได้ง่าย[ 3 ] [ 4 ]

แอปพลิเคชัน

ในทฤษฎีแรมซีย์คำพารามิเตอร์และลูกบาศก์เชิงการจัดเรียงอาจถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดทฤษฎีบทเกรแฮม-รอธส์ไชลด์ซึ่งระบุว่า สำหรับตัวอักษรจำกัดทุกตัวและการกระทำของกลุ่มทุกกลุ่ม และการรวมกันของค่าจำนวนเต็มทุกชุด{\displaystyle m},เค{\displaystyle k}, และ{\displaystyle r}มีอยู่จำนวนที่มากพอสมควรn{\displaystyle n}โดยที่ถ้าแต่ละเค{\displaystyle k}ลูกบาศก์เชิงการจัดเรียง แบบหลายมิติเหนือสตริงที่มีความยาวn{\displaystyle n}ได้รับการกำหนดให้เป็นหนึ่งใน{\displaystyle r}สีต่างๆ ดังนั้นจึงมีอยู่{\displaystyle m}ลูกบาศก์เชิงการจัดเรียง มิติทั้งหมดซึ่งเค{\displaystyle k}ลูกบาศก์ ย่อยมิติ -มิติมีสีเดียวกัน ผลลัพธ์นี้เป็นรากฐานสำคัญของทฤษฎีแรมซีย์เชิงโครงสร้างและใช้ในการกำหนดจำนวนของเกรแฮมซึ่งเป็นจำนวนมหาศาลที่ใช้ในการประมาณค่าของn{\displaystyle n}สำหรับค่าผสมบางอย่าง[ 1 ]

ในวิทยาการคอมพิวเตอร์ในปัญหาการค้นหารหัสที่ซ้ำกันรหัสต้นฉบับสำหรับรูทีนหรือโมดูลที่กำหนดอาจถูกแปลงเป็นคำพารามิเตอร์โดยการแปลงเป็นลำดับของโทเค็นและสำหรับชื่อตัวแปรหรือรูทีนย่อยแต่ละชื่อ ให้แทนที่สำเนาของชื่อเดียวกันด้วยอักขระตัวแทนเดียวกัน หากรหัสซ้ำกัน คำพารามิเตอร์ที่ได้จะยังคงเท่ากันแม้ว่าตัวแปรหรือรูทีนย่อยบางส่วนจะถูกเปลี่ยนชื่อก็ตาม อัลกอริทึมการค้นหาที่ซับซ้อนกว่าสามารถค้นหาส่วนของรหัสที่ซ้ำกันยาวๆ ที่เป็นสตริงย่อยของคลังรหัสต้นฉบับขนาดใหญ่ได้ โดยอนุญาตให้ใช้อักขระตัวแทนแทนกันได้[ 5 ]

กรณีพิเศษที่สำคัญของคำพารามิเตอร์ ซึ่งได้รับการศึกษาอย่างดีในคณิตศาสตร์เชิงการจัดเรียงของคำ คือคำบางส่วนคำเหล่านี้เป็นสตริงที่มีอักขระตัวแทนที่สามารถแทนที่ได้อย่างอิสระจากกันและกัน โดยไม่จำเป็นต้องให้อักขระที่ถูกแทนที่บางตัวเท่ากันหรือถูกควบคุมโดยการกระทำของกลุ่ม ในภาษาของคำพารามิเตอร์ คำบางส่วนอาจอธิบายได้ว่าเป็นคำพารามิเตอร์ที่สัญลักษณ์ตัวแทนแต่ละตัวปรากฏเพียงครั้งเดียว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไม่มีการทำซ้ำของสัญลักษณ์ตัวแทน คำบางส่วนจึงสามารถเขียนได้ง่ายกว่าโดยการละเว้นตัวห้อยบนสัญลักษณ์ตัวแทน[ 6 ]

ดูเพิ่มเติม

  • Baker, Brenda S. (1997), "การทำซ้ำแบบพารามิเตอร์ในสตริง: อัลกอริทึมและการประยุกต์ใช้ในการบำรุงรักษาซอฟต์แวร์", SIAM Journal on Computing , 26 (5): 1343– 1362, doi : 10.1137/S0097539793246707 , MR 1471985 
  • Blanchet-Sadri, Francine (2008), Algorithmic Combinatorics on Partial Words , Discrete Mathematics and its Applications, Boca Raton, Florida: Chapman & Hall/CRC, ISBN 978-1-4200-6092-8, MR 2384993 
  • สรุปเนื้อหา

    ข้อมูลสำคัญจากบทความ

    ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ คำพารามิเตอร์

    ในการศึกษาคณิตศาสตร์ของคอม บินาทอริกบนคำ คำพารามิเตอร์ คือ สตริง บน ตัวอักษร ที่กำหนด ซึ่ง มี อักขระตัวแทน จำนวนหนึ่ง [ 1 ] เซตของสตริงที่ตรงกับคำพารามิเตอร์ที่กำหนดเรียกว่า...

    คำจำกัดความและสัญลักษณ์

    อย่างเป็นทางการแล้ว k -parameter"}},"i":0}}]}"> เค {\displaystyle k} -พารามิเตอร์ ความยาวของคำ n {\displaystyle n} เหนือตัวอักษรที่กำหนด เอ {\displaystyle A} เป็นลำดับของ n {\displaystyle n} ตัวละครบางตัวอาจมาจาก...

    ตัวอย่าง

    ในเกม โอเอ็กซ์ ช่องบนกระดานเกมสามารถกำหนดพิกัด เป็นจำนวนเต็ม สอง ค่าได้ ( x , y ) {\displaystyle (x,y)} จากตัวอักษร { 1 , 2 , 3 } {\displaystyle \{1,2,3\}} การนำพิกัดทั้งสองมาต่อกันจะสร้างสตริงที่แสดงถึงแต่ละเซลล์ ซึ่งเป็นหนึ่งในเก้าสตริง 11 , 12 , 13 , 21 ,...

    องค์ประกอบ

    สำหรับพารามิเตอร์จำนวนเต็มสามตัวที่กำหนด n ≥ ม ≥ เค {\displaystyle n\geq m\geq k} สามารถรวมคำพารามิเตอร์สองคำเข้าด้วยกันได้ เอฟ ∈ เอ ( n ม ) {\displaystyle f\in A{\tbinom {n}{m}}} และ จี ∈ เอ ( ม เค ) {\displaystyle g\in A{\tbinom {m}{k}}}...