Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Василенко, Ю. А. Синтез дискретных структур учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.65 Mб
Скачать

39

Для установления симметричности надо проверять выполнение соот­

ношения: eCi >*x*t

~

 

для всех

( * 2 , 3 , , . . ,

п ;

К=0,1 ,2 ......... 2 ‘*г

 

- і ;

 

iCls.s^* 3 ,e

 

Следовательно,

функция f

симметрична.

^jt

 

Пример

2

«

Установить симметричность

четы­

функции

рех аргументов:

f * ОІІОІОООІІОЮШ.

Для установления симметричности проверяем выполнение соотно -

шения: ÜiK„ -

 

 

для

всех /<=‘2 , 3 , п

и К>

* 0, 1,« . *, 2

—Ij

~

^ ^35 ~

^ і і ^

 

следовательно,

функция

f

несимметрична.

 

* / Функция записана з виге последовательности ее знзчений на

наборах 0, 1, . , . , 2 Л .

40

 

 

I 2.

Алгоритмы минимизации

ее

склеиванием ,

 

 

 

 

 

 

 

 

использующие логическое

дерево .

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть дани функции

ft

 

и

fe

\

 

f t

-

имшшкаита для

,

если

fg

¥

f g m

f t

. Тот факт,

что

fg

иипликанта для

,

б у ­

дем

обозначать в виде

£

= £

 

.

Так как

f

'

V t . * ^ . то

f g ^ f é

 

. Пусть

 

ft

3

f t

 

и

f g

s

f j

 

 

.

Тогда

 

 

и

f t

= fa

V

fs

 

.

Значит,

fg

 

- h

У i f ,

v

f a

)

* < ff

¥

fa h

І Ф

І .

Значит,

 

 

 

,

Пусть

f * s

fg

и

 

 

—£

. Тогда

f^= f

v f,~

и

f t

*

 

 

 

.

Значит,

1,t

 

’г

.

Таким образом,

соотношение

 

 

 

 

удовлетворяет

аксиомам

 

fg

з

f .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3^ f 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

( з

Г .

 

 

и

1.

 

,

то

І

э

f

 

 

/ я

/

 

 

Если

f g 3

f z

 

 

и

1

 

3

г

,

то

Г

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

i

f

)

'

- f ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' t

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

Е с т

некоторое бинарное

 

соотношение

удовлетворяет уело-

ияи

/

2

/ ,

то данное соотношение называется частичной упо -

рчдочениостьв.

Таким образом, соотношение

fg

3

 

f ,

 

является

частичной упорядоченностью.

Очевидно,

что

/

а

/

и

f s

V

 

для любой функции

f

 

.

Заметим,

что

£

 

 

 

 

тогда и толь­

ко тогда,

если из

 

f g

»I вытекает,

что

 

*

I.

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

 

 

X t

f f o ,

 

 

 

* п t

¥ a r t

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

f t

- X i

Ъ(Ф,х-я ,..., r n )

V x t

 

 

 

 

 

 

 

 

Зведеи обозначения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

К ’

 

 

 

f t ( 0

, r x , . . . , X ^ ) =

ctg ,

 

 

 

 

f 1*.

 

 

r nh ^ ,

 

 

 

 

f t

 

 

 

..... л

 

Ы

 

-

 

 

 

 

ТЕОРЕМА

I.

 

 

ff

~Э fz

 

тогда и только тогда,

когда

 

и

*s><xt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

ft = f,

 

.

Полодии,

что

atg

 

 

 

 

 

х л )•= i

 

Тогда

fg (v,

 

 

w ° )

i

 

 

 

 

. Значит,

t ’/e> х , * х / г .,.г x

‘h * .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

c

J

 

 

 

 

 

 

Из последнего вытекает, что <х ( хх ,

х п у = і

41

Значит,

Qi3

* t

 

 

 

.

Пусть

Гт/ ,

... ,

* m У * t

Тогда

 

f

Я'*>-*г*

) =*

0*сода

вытекает,

 

 

 

......

 

 

 

Значит,

 

 

 

 

 

,

Поломи

теперь,

что

o f» * ,

и

 

Пусть

£

Гаг/, а;* .- » ««У .

Рассмотрим сначала случай ^*«6? .

Тогда

 

ft

(€»*/„,

 

 

*’* Ѵ 9Р«#“ >яа’ ^

 

*

Так как

<*э<г< .

то

 

 

 

 

 

.

Значит, f c r ß . . * n" > - t

.

Пусть теперь

 

т ] ^

і

.Т о гд а

t *

f t <t **» .*„ *

f f '*•*,— * * ’+ )

 

 

Так

как

 

 

 

. .

то

 

 

 

 

 

.З н ач и т .

 

/ 7 / ar/..t

) ~ /

 

,

этик доказано,

что f

з

f t

 

 

 

Творена

I доказана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЮРЕМ

2.

Пусть

f- 3 ? « tV J tjr

и

 

f j f a x f

.

Тогда

/*= .?<*

УД

f f * «

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Действительно,

 

пусть

'*

 

.

Тогда

'* • '*

И/У

 

Значит,

f ~

3 t(X V ß r

=

3cf<* v ß ) V^JC

*

яч*

 

 

 

 

 

Если ^

a

a f

 

,

то ß * - ß

 

.З н а ч и т ,

f • 'SForVß***

*

rar

V t ß W )

- t

**’*<# v j i r

 

ѵ э г з )

v j s * *

m

V ß *

 

 

Теорем e доказана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алгорити ти п и зац и и

со

склеиванием обосновывается на

 

теоремах I и 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Один из вариантов алгоритма со склеиванием заключен в

 

следующем. Сначала на структуре дерева

расставляет

метки.

Пусть

o(0

o(i

..,

 

 

 

_все

метки,

полученные

при

данной расстановке.

После

этого составляем следующей таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Г ,

 

 

 

• * * * % %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

,

 

 

4 *а *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ію

d u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« ж .

tm ..............

*

- 42 -

Сначала в

таблице

 

 

 

/ * , /

 

 

N

/

, Практически

более удобно 0

обозначать

пустым местом. Теперь рассматриваем

метки последнего яруса. 8

атом ярусе могут быть метки

«5 4><х=тп

и

 

Ясно, что

в атом случае

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О я (Х) O G j t ,

 

4 3 о ( > t a j t

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

 

,

<Х'’

{ * * !< * )

- вое метки

из

совокупности

меток

acfi, <Xt

°4ы

 

.

стоящих в

последнем яруое дерева. Если

оС1г

э

<xt‘t (4 ч *, і ч

Ь )

 

, то в таблице

на

месте

 

ставим

I .

Расставив

таким образом единицы для

всех

иеток

п

-го

 

яруса,

переходим к меткам

(W -IJ-ro

яруса и т .д .

Пусть уже

 

расставлены единицы в таблице для всех меток

/’-го

яруса.

 

Покажем ,

каким образом

в таблице

расставляется единицы

для

 

( і

-

I )

-го

яруса. ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

и

^

 

 

некоторые

метки

^ Y - I ^ -го

яруса,

этим

меткам

соответствует

метки

/'- г о

яруса,

которые

указаны

на

сле­

дующем рисунке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й і

*1

,%,<!*•

принадлежат

 

/-и у ярусу. Поэтому в таблице

я4

*

t

 

 

 

 

 

расставлены

единицы. Если

 

и

, то

пола­

гаем

fo e -

і

. Только что

указанную операцию проделываем

для

всех меток,

стоящих в (7’ - i j

-м ярусе. Дойдя до первого яруса

дерева,

Заканчиваем построение

таблицы.

 

 

 

После

этого переходим

к

следующему этапу.

Пусть некоторый

участок

дерева

имеет вид:

 

 

 

 

 

Тогда

« ä " * t

x i

V

x -

 

.

Предполагается,

 

Если

<*t *“ 0

и

o T j - i

 

,

TO

**

-

я ,

 

 

Если

CC,= О

и

<*s *

*

 

,

TO

 

-

X * i

 

Если

cxs ~C

и

 

<*, = /

 

,

то

<tk

»

3 y

 

 

Если

* л = *

И

 

d x Ф /

,

TO

ar* =■of» >*Y

 

Пуст* теперь

 

 

и

 

/

¥ £>

 

 

 

 

 

Если

 

 

 

,

TO

 

^

 

 

 

 

 

 

 

Если

* хж*-

 

,

TO

 

or* = </r КДѴ

 

 

 

 

Пусть теперь

o(s *

0 ,£

 

 

iИ

 

O, £

 

 

*

 

Рассматриваем теперь

 

 

и

$ is

.

Если

Ygt ~ * я

^

* і

, то

е<Л = <*г х<-

V<xs

x t-

 

. В этом случае минимиза­

ция невозможна. Если

#ъг ~ *

 

« то

 

= «^

К Xj

Если

/ г

 

 

то

 

« к

=

<*, У*» *7

 

 

 

 

Проделав даннуо процедуру для всех меток

от,

 

мы минимизируем функции

 

f

 

с учетом склеивания. Данная мини­

мизация более эффективна,

чем обычная минимизация по дереву.

Дело

в том,

что

в данной

минимизации

выбрасывается

лишние эле­

менты за счет склеивания.

Рассмотрим пример.

 

 

 

о

Іф

>* f lhN 4

tf“

1 Ч4

ІН

1. (i

Некоторые приемы, улуч-іасщие

практическое

использование

алгоритма минимизации со склеиванием.

 

 

1.

Метки аг„

,

<Xt ,

,<dy

упорядочиваем таким

образом,

чтобы за

меткой

 

шла метка, которая впервые встречается в более

высоких ярусах /или,

по крайней мере, не з более

низких

ярусах , чем

в тех , где впервые

 

встречается метка Of,- / .

 

 

2.

При только

 

что указанном упорядочении можно в таблице

метки

 

в(0

объединить

в те совокупности, в которые

они объединяются на том или ином ярусе.

 

 

6 3.

Алгоритмы

минимизации

с

максимальным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

склеиванием.

 

 

 

 

 

Данный параграф является естественным продолжением материала

§ 2. Здесь мы рассмотрим

евіе

один

алгоритм, называемый нами алго­

ритмом минимизации с максимальным склеиванием.

 

 

 

Предварительно докажем ряд теорем,

необходимых для дальней­

шего изложения материала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TFQPEÜA

3 .

Если

( X X V ^ Х . л = с* "о*, Vß'jcs

, где

cx,jst <* '

и ß '

не

зависят

от

 

 

,

то

оС = ос ’

и

 

 

 

Действительно,

пусть

Xt

аг3

,,,

х п

 

-все

переменные, от

которых

зависят

ей ;

ex'

'f

j i '

 

.

возьмем любой набор

а с /а с / г "

Положим сначала

:г1•

I .

Тогда

из

а

 

 

-■ Ы ':г,

Vj> /х

 

вите кает

X /

я * /...

./•„*) =

и'< тл °... х "

)

 

 

 

 

 

Пусть

х \ •

о.

Тогда из

{X j'Cj vjäxt •= at

v j i ‘Tt

 

вытекает

. что

Jj

(x /.,. x n° ) ^

 

 

 

x nv)

 

 

 

Теopeна 3 доказана,

 

 

 

.ДДЦДЩЬ Если fr-Г,

... .4* * *

ф {хя х3... х п J

V

3tf

f t * t Г3 ... X"ß rx f у(тя.. Хл )

,ТО

Данное следствие непосредственно вытекает из теореш 3,

если положить

Д Р Р Ш

*.

Евам

ar

V f t * t ш Гг*й тл . „ Ъ 1

и * иf t

не яівяевт и

^

,

то

f l p x 4 ... х щ) = *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

u

rt „. тп } = f t

 

_

 

 

Действительно,

 

л

V f t X t

«

*

ftr, ѵ- г , ;

 

 

 

^

КД/5 -

-

Фг

 

 

Л?в /

t'. T ,

f Ы Х Л ... Х Ѣ /

 

 

 

 

 

1*

мерены 3

подучаем

 

 

f ( e x t „. * п ) ; V

I^ д =

 

 

... д ^ /

 

 

5, E c*

ef&f

У f

t

- f / X 9 Xa ...

4t >

и «f и f t

н е

зам ене e

r

 

<i>

 

,

тf е(cxt „. xmj=* af Vft

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f t i x 4 ... Xml ~ f t

 

 

 

 

 

 

Д е й с т в и т е л ь и о«5Ft.

Уf t

-

e f

Уf t ( x , уЗ^} —f* VftJ&f

У

4 f t * * • $ ,

ff**g

.**1

vZ *

r / / X é ... xn /

 

 

 

 

 

 

Я э теореш 3 получаем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 V

f t -

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f t

~

 

 

 

 

X „ i

 

 

 

 

 

 

Из теоремы 2, 4, 5 получаем следуодие следствия:

 

 

 

 

 

Оледстме

I . Пусть

 

f

(хлхл ... х„ ; -

Tt f(o x 4

...х„ ) V

у Хл f f l z , ...

■ * « /

 

 

 

 

.

Тогда соотношение

f(cxt х3...хл_и.

£

f ( t Хл ... х л )

имеет

меото тогда

и только

тогда,

когда

f

 

представляется

в виде

f = & V f t x

, где

жf t

 

не

зави­

сят от Xt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Действительно, необходимость вытэкает из теорема

2,

а до­

статочность из

теоремы

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следствие 2.

Пусть

f ( x t

 

...

\шас fSe>Jt4... хп j у

 

 

ь

 

 

 

 

 

 

 

 

V

я ,

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда соотношение f

U

 

 

f t i

 

, х п )

 

имеет место тогда и только тогда,

когда

f

представляется

в ви­

де

f= осх ,

VJ&

, где

ot

и

ß

де

зависят от 'я г .

 

 

Необходимость

вытекает из

теоремы

2,

а достаточность

-

из теореш

5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕОРЕМ

б.

Пусть f= 3 -,

ffejc. . . . x . >v

/V o r,... л; ; = f r v -

* , . тогда:

 

 

Из

f« <*.?,

У/»лѵ

 

вытекает,

что

f

 

Из

f *» агд^

i / /

 

вытекает,

что

•J>

Из

f« «

 

'

вытекает,

что

f

- a t

f , t .y,

^

t J /

 

Причем,

в

/

J /

*

" /

не эагасят

от « у . Действи

тельно,

из ocxt

Vj3oct

** f

 

вытекает, что

o t- / / öjt .

)*

ш ft* * * ...

 

=

 

 

 

 

 

 

Значит,

f ™otx,

voter, =

 

 

 

 

 

Из

A r tj - V ß

 

 

имеем

а Э* v j t - а д*, ^jsör, v j i x ,

а

~ А Т ,

ѵ(Ыv ji)

x t -

f(o srt ... jt,

)& ,

(/ ay ЙГД.....;

 

 

Значит,

 

 

 

,

Отсвда

« vjs vjs** *** vj**** f

 

ТЕОРЕМА

 

7.

Если

f - я *

ffose, ... x n \ V f

f t x r ... -rn J г л

Иf t o e c , . , . x n l

из

 

вытекает,

что

 

из

f * « ? .

вытекает,

что

г-<?

из

f »«<

вытекает.

что

f «

Причем аг

и ^

не зависят

от X

 

Из

f = A x ,

v j c e

вытекает

<*«

f to х я

» с . Значит,

f

' - j x

 

 

 

 

 

Из f ^ c<Xi Vj3

вытекает f * <*Tt У /*/5 * к J*y

V /i)r, v jv t,,

Зн ачи т,

ас

 

f t o

x J t...

х л

> = о

.

З н ач ат , л

• 0

я

ß -О .

Поэтому

f т 0 .

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

dCVXt ß

.

Тогда

f - o ( x i

УО(Хі

v x x ß ~

 

oLSt

V Xt

(<3tVß) .

Значит,

0(= f ( о х л ... xn ) = o

Поэтому

oC~0

И

 

a t V ß ^ ß

.

Значит,

f ~ ß x t

 

 

 

 

ТЕОРЕМА 8, Если

иf ( i xt ... x n )*=0

ИЗ f ^ o l X i V ß X t

из f *= acxf у ß

из f = cL V ß * t

Xx f (охг ... x n ) V f ( і Х л ... Xn ) X X

* TO

вытекает, что f**<xxx

вытекает, что f = o t x x

вытекает, что f - о

Причем, здесь

ас

и ß

не

эаш сят от

х х .

 

 

 

 

 

Пусть

f^aC&c

VjSXü

'огда

j & ~ c c ( t , x x , . . . , х л ) - о

Значит,

 

 

. Пусть

f^ ocacx

vj e

.

Тогда

 

Л

<ХХх V j S x x Vj 3 X t

^(оС vj& Jxx yjXg .

Значит,

у ? =

f d x t

К,)>

«

0 . Поэтому

/ = ог<зг>

. Пусть f ^ o c v J 3 X X

 

.

Тогда

 

f ~ a c x t y a x t

yj3 X x ^ f d c y j g ) x x УоСхх

.

Значит, *

v ß

-

0 . Поатоиу

f

ш о.

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕОРЕМА

9.

Пусть

f**d?x f ( o , a j,..., лгл У

/ > < гг;,..,. ■S.A'

Я. . . , x „ ) = 4

Тогда

из

f = o t x x

v ß a c t

,

вытекает

 

^

 

 

 

 

из

f=aCxt

У^в

 

 

вытекает

/ -

 

 

 

 

 

из

 

 

 

 

 

 

вытекает

f /

 

 

Пусть

 

utx,

і/

 

 

.

 

Тогда

«

=■ ftox^

у

Значит,

f ^ J X ,

V ß X j

= /> ,

узсг ) Х х

v ß * ‘г

- ( у у ^ ) х ,

у

 

Пусть

/ ’

at Х<ѴJ3

 

 

.

Тогда

f

=- X :rY

у j s / х ,

v a-t

/

(U V ß )

r f

I/ ß x t

.

Значит, or

V j i

• l. Поэтому,

 

f

J-x, У s x t u-, y y t

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ