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Guias e Dicas
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Para estudar, básicos, Manuais, Projetos, Pesquisas de Algoritmos e Programação

Básico de estudo para iniciantes

Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas

2023

Compartilhado em 21/11/2023

andreia-matos-30
andreia-matos-30 🇧🇷

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CONCEITOS BÁSICOS
Definição 1 Alfabeto
Um alfabeto denotado por ∑ é um conjunto finito não vazio de símbolos. ASCII e EBCDIC são
exemplos de alfabetos de computadores. Exemplos:
∑ = {a, b, c, ... }
∑ = {0, 1} (alfabeto binário)
∑ = {verde, amarelo, azul, branco}
Obs.: Um símbolo pode ter mais de um caracter. A única restrição que temos é que o conjunto de
símbolos é finito. Podemos usar reticências para definir alfabetos extensos.
Definição 2 Palavras, Cadeia de Caracteres ou Sentença
A definição de palavra está intimamente relacionada com a de alfabeto. Uma palavra é um
conjunto de símbolos de um alfabeto. Dado um ∑, a sequência de símbolos a1, a2, a3, ... , an é uma palavra
sobre ∑ se e somente se, para cada i = 1, 2, 3, ... , n ai pertence ao ∑ . Exemplos:
∑= {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }
palavras sobre ∑: {0, 11, 9787, 33}
-11 não pertence por causa do sinal de menos
∑ = {a, b, ... , z} palavras sobre ∑:: {casa, zebra}
FA3 não pertence por causa do 3
Definição 3 Palavra vazia
Palavra de comprimento 0, isto é, palavra que não possui nenhum símbolo. Denotaremos a
palavra vazia por ε (episilon)(alguns autores utiliza N) .
Obs. ε é uma palavra e não um símbolo, logo ε não pode pertencer a nenhum alfabeto.
Definição 4 Comprimento de palavras ou tamanho
Dado um alfabeto ∑ e uma palavra x = a1, a2, a3, ... , an sobre ∑. │x│ denota o comprimento de
x. Isto é: │ a1, a2, a3, ... , an │ = n . Exemplos:
∑ = {a, b, c, ... z}
│amor│ = 4 │verde│ = 5
∑ = {verde, amarelo, azul, branco}
│verde│ = 1 │azulamarelo│ = 2
Definição 5 Prefixo, Sufixo, Subpalavra
Um prefixo (ou sufixo) de uma palavra é qualquer sequência de símbolos contígua da palavra.
Exemplos:
Dado ∑ = {a, b, c} e a palavra abcb
Prefixos: ε, a, ab, abc, abcb
Sufixos: ε, b, cb, bcb, abcb
Subpalavras: qualquer sufixo ou qualquer prefixo
Definição 6 Concatenação de Palavras
Dado o alfabeto ∑, sejam x = a1, a2, a3, ... , an e y = b1, b2, b3, ... , bn palavras sobre ∑, a
concatenação de x e y é denotada por xy = a1, a2, a3, ... , an b1, b2, b3, ... , bn .
A concatenação, portanto, é formada pelos símbolos de x seguidos de y.
Deve-se observar que:
│x│ + │y│ = │xy│
xy é diferente de yx . A ordem é importante.
xε = x
εx = x
Exemplos:
Dado ∑ = {a, b}, x = abab e y = babab
xy = ababbabab
yx = babababab
x2 = xx = abababab
εx = abab
pf3

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CONCEITOS BÁSICOS

Definição 1 – Alfabeto Um alfabeto denotado por ∑ é um conjunto finito não vazio de símbolos. ASCII e EBCDIC são exemplos de alfabetos de computadores. Exemplos: ∑ = {a, b, c, ... } ∑ = {0, 1} (alfabeto binário) ∑ = {verde, amarelo, azul, branco} Obs.: Um símbolo pode ter mais de um caracter. A única restrição que temos é que o conjunto de símbolos é finito. Podemos usar reticências para definir alfabetos extensos.

Definição 2 – Palavras, Cadeia de Caracteres ou Sentença A definição de palavra está intimamente relacionada com a de alfabeto. Uma palavra é um conjunto de símbolos de um alfabeto. Dado um ∑, a sequência de símbolos a 1 , a 2 , a 3 , ... , an é uma palavra sobre ∑ se e somente se, para cada i = 1, 2, 3, ... , n ai pertence ao ∑. Exemplos: ∑= {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 } palavras sobre ∑: {0, 11, 9787, 33} -11 não pertence por causa do sinal de menos

∑ = {a, b, ... , z} palavras sobre ∑:: {casa, zebra} FA3 não pertence por causa do 3

Definição 3 – Palavra vazia Palavra de comprimento 0, isto é, palavra que não possui nenhum símbolo. Denotaremos a palavra vazia por ε (episilon)(alguns autores utiliza N). Obs. ε é uma palavra e não um símbolo, logo ε não pode pertencer a nenhum alfabeto.

Definição 4 – Comprimento de palavras ou tamanho Dado um alfabeto ∑ e uma palavra x = a 1 , a 2 , a 3 , ... , an sobre ∑. │x│ denota o comprimento de x. Isto é: │ a 1 , a 2 , a 3 , ... , an │ = n. Exemplos: ∑ = {a, b, c, ... z} │amor│ = 4 │verde│ = 5 ∑ = {verde, amarelo, azul, branco} │verde│ = 1 │azulamarelo│ = 2

Definição 5 – Prefixo, Sufixo, Subpalavra Um prefixo (ou sufixo) de uma palavra é qualquer sequência de símbolos contígua da palavra. Exemplos: Dado ∑ = {a, b, c} e a palavra abcb Prefixos: ε, a, ab, abc, abcb Sufixos: ε, b, cb, bcb, abcb Subpalavras: qualquer sufixo ou qualquer prefixo

Definição 6 – Concatenação de Palavras Dado o alfabeto ∑, sejam x = a 1 , a 2 , a 3 , ... , an e y = b 1 , b 2 , b 3 , ... , bn palavras sobre ∑, a concatenação de x e y é denotada por xy = a 1 , a 2 , a 3 , ... , an b 1 , b 2 , b 3 , ... , bn. A concatenação, portanto, é formada pelos símbolos de x seguidos de y. Deve-se observar que: │x│ + │y│ = │xy│ xy é diferente de yx. A ordem é importante. xε = x εx = x Exemplos: Dado ∑ = {a, b}, x = abab e y = babab xy = ababbabab yx = babababab x^2 = xx = abababab εx = abab

Definição 7 Dado um alfabeto ∑ e um inteiro não negativo k, definimos: ∑k^ = {x │ x é uma palavra sobre ∑ e │x│ = k} ∑k^ é o conjunto de todas as palavras sobre ∑ de comprimento k. Exemplo: ∑ = {0, 1} ∑^1 = {0, 1} ∑^2 = {00, 01, 10, 11} ∑^0 = {ε}

Definição 8 Dado um alfabeto definimos: ∑^ = Uk=0 ∞^ ∑k^ = ∑^0 U ∑^1 U ∑^2 ... ∑+^ = Uk=1 ∞^ ∑k^ = ∑^1 U ∑^2 U ∑^3 ... ∑+^ = ∑^ - {ε } ∑^ é o conjunto de todas as palavras possiveis sobre o alfabeto ∑+^ é o conjunto de todas as palavrs possiveis e não vazias sobre o alfabeto Obs.: ∑^ é um conjunto infinito sobre ∑, cada palavra que pertence ∑*^ tem comprimento finito

Definição 9 – Linguagem A definição de linguagem está intimamente relacionada com a de alfabeto. Uma linguagemé um conjunto de palavras sobre um alfabeto. Normalmente denotaremos uma linguagem pela letra L. Exemplo: Dado ∑ = {a,b,c}, podemos definir a. L1 = {ab, b, ca, cc} b. L2 = todas as palavras sobre ∑ que terminam com o símbolo a c. L3 = conjunto de todas as palavras sobre ∑ que possuam a subpalavra ab d. L4 = {x │ x é uma palavra sobre ∑ e │x│ = 4} = ∑^4

Na matemática os objetos são números e as ferramentas são operações para manipulá-los, como: + e x. Na teoria da computação os objetos são linguagens e as ferramentas são operações especialmente formuladas para manipular as linguagens. Vamos definir 3 operações chamadas operações regulares:

Se A e B são linguagens

  1. A  B = {x  x  A ou x  B} – junta todas as palavras de A e B
  2. A B = {x  x  A e y  B} – coloca uma palavra de A em frente de uma palavra de B de todas as formas possiveis
  3. A* = {x 1 , x 2 , ... , xk  k  0 e cada xi  A} – junta qualquer quantidade de palavras de A para formar uma nova palavra.  é sempre uma palavra de A*

Exemplo:

 = {a, b, ... , z}; A = {bom, ruim}; B = {garoto, garota}

A  B = {bom, ruim, garoto, garota} A B = {bomgaroto, bomgarota, ruimgaroto, ruimgarota} A* = {, bom, ruim, bombom, ruimruim, ... }

EXERCICIOS

  1. Escreva 3 palavras para cada um dos alfabetos abaixo:

a. ∑ = {GU, BA, LA } b. ∑ = {0, 1, ... , 9, a, b, ... , z } c. ∑ = {Maria, João, José} d. ∑ = {:, =, 0, 1, ... , 9}

  1. Dado ∑ = {a, b} escreva

a. todas as possiveis palavras de comprimento 1 {a, b} b. todas as possiveis palavras de comprimento 2 {aa, ab, ba, bb} c. todas as possiveis palavras de comprimento 3 {aaa, aba, abb, bab, bba, bbb, baa, aab}