在计算理论(TOC)中解释集合关系和运算?


让我们从了解计算理论(TOC)中的子集开始。

子集

如果 A 和 B 是集合,则 A ⊂ B(A 是 B 的子集),如果 w ∈ A 则意味着 w ∈ B;也就是说,A 的每个元素也是 B 的元素。

示例

  • 令 A = {ab, ba} 和 B = {ab, ba, aaa}。则 A ⊂ B,但 B ⊄ A。

  • 令 A = {x, xx, xxx, . . .} 和 B = {∧, x, xx, xxx, . . .}。则 A ⊂ B,但 B ⊄ A。

  • 令 A = {ba, ab} 和 B = {aa, bb}。则 A ⊄ B 且 B ⊄ A。

定义

令 A 和 B 为 2 个集合。如果 A ⊂ B 且 B ⊂ A,则 A = B。

示例

  • 令 A = {ab, ba} 和 B = {ab, ba}。则 A ⊂ B 且 B ⊂ A,所以 A = B。

  • 令 A = {ab, ba} 和 B = {ab, ba, aaa}。则 A ⊂ B,但 B ⊄ A,所以 A ⊄ B。

  • 令 A = {x, xx, xxx, . . .} 和 B = {xn| n ≥ 1}。则 A ⊂ B 且 B ⊂ A,所以 A = B。

并集

给定两个字符串集 S 和 T,我们可以定义 S + T = {w : w ∈ S 或 w ∈ T} 为 S 和 T 的并集,即 S + T 包含 S 或 T 中的所有单词(或两者)。

示例

假设 S = {ac, bb} 和 T = {aa, bb, a}。则 S + T = {ac, bb, aa, a}。

交集

给定两个字符串集 S 和 T,我们可以定义 S ∩ T = {w : w ∈ S 且 w ∈ T},即 S 和 T 的交集,即 S ∩ T 包含 S 和 T 中的字符串。

当 S ∩ T = ∅ 时,集合 S 和 T 不相交。

示例

  • 令 S = {ab, bb} 和 T = {aa, bb, a}。则 S ∩ T = {bb}。

  • 令 S = {ab, bb} 和 T = {ab, bb}。则 S ∩ T = {ab, bb}。

  • 令 S = {ab, bb} 和 T = {aa, ba, a}。则 S ∩ T = ∅

差集

对于任何 2 个字符串集 S 和 T,我们可以定义 S − T = {w : w ∈S,w ⊄ T}。

示例

令 S = {a, b, bb, bbb} 和 T = {a, bb, bab}。则 S − T = {b, bbb}。

令 S = {ab, ba} 和 T = {ab, ba}。则 S − T = ∅。

笛卡尔积

两个集合 A 和 B 的笛卡尔积是集合 A × B = {(x, y) : x ∈ A,y ∈ B} 的有序对。

示例

  • 如果 A = {ab, ba, bbb} 和 B = {bb, ba},则

A × B = {(ab, bb), (ab, ba), (ba, bb), (ba, ba), (bbb, bb), (bbb, ba)}。

注意 (ab, ba) ∈ A × B。

并且还要注意

B × A = {(bb, ab), (bb, ba), (bb, bbb), (ba, ab), (ba, ba), (ba, bbb)}。

以及 (bb, ba) ∈ B × A,

但 (bb, ba) ⊄ A × B,所以 B × A ⊄ A × B。

我们可以为两个以上集合定义笛卡尔积。

更新于: 2021年6月16日

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