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出版者:

作者:Levine, Robert S.

出品人:

页数:450

译者:

出版时间:1997-6

价格:$ 107.35

装帧:

isbn号码:9780195073102

丛书系列:

图书标签:

• 形式语言
• 形式文法
• 编译原理
• 语言学
• 计算机科学
• 语法分析
• 递归下降分析
• 上下文无关文法
• 自动机理论
• Chomsky层次

《语言的构造：形式语言的奥秘与应用》 本书并非对《Formal Grammar》一书内容的直接复述，而是从一个更广阔的视角，深入探讨形式语言的理论基础、发展历程及其在现代科学与技术领域的重要应用。它旨在为读者揭示语言背后隐藏的严谨结构，以及这种结构如何驱动从计算机科学到认知科学的诸多前沿研究。 第一部分：语言的基石——形式语言的理论渊源 本部分将追溯形式语言理论的源头，探讨其与数理逻辑、集合论等基础学科的深刻联系。我们将从最基本的概念入手，例如字母表、字符串、语言的定义，以及生成语言的规则。读者将了解到，语言并非随意的词语堆砌，而是遵循一套精确的生成机制。 有限自动机与正则表达式： 我们将详细介绍有限自动机（Finite Automata, FA）作为识别语言的最简单模型，并阐述正则表达式（Regular Expressions, RE）如何简洁地描述由有限自动机识别的“正则语言”。这部分内容将通过清晰的图示和生动的例子，帮助读者理解这些抽象概念的直观含义，以及它们在文本匹配、模式识别等实际场景中的应用。 下推自动机与上下文无关文法： 随着语言复杂度的提升，有限自动机的能力显得捉襟见肘。本书将深入介绍下推自动机（Pushdown Automata, PDA）及其对应的“上下文无关文法”（Context-Free Grammars, CFG）。我们将解释“无上下文”的含义，以及CFG如何能够描述更丰富的语言结构，例如程序设计语言的语法。读者将学习如何构建CFG来定义特定语言，并理解语法分析（Parsing）在编译原理中的核心作用。 图灵机与递归可枚举语言： 作为计算理论的基石，图灵机（Turing Machine）及其所能描述的“递归可枚举语言”（Recursively Enumerable Languages）将是本部分的重头戏。我们将探讨图灵机的通用性，以及它如何成为衡量计算能力的标准。这部分内容将触及计算的可判定性与不可判定性等深刻问题，为理解计算的极限提供理论支撑。 第二部分：语言的演进——形式语言的发展脉络 本部分将聚焦于形式语言理论的发展历程，展示不同学派的研究思想如何推动该领域的进步。我们将回顾那些奠基性的工作，以及后来的重要拓展。 乔姆斯基体系的诞生与影响： 诺姆·乔姆斯基（Noam Chomsky）在形式语言学领域扮演了至关重要的角色。我们将深入探讨他的“乔姆斯基谱系”（Chomsky Hierarchy），这一将文法分类为四种类型（正则、上下文无关、上下文相关、无限制）的框架，以及它如何深刻影响了自然语言处理（NLP）和计算语言学（CL）的发展。 形式语义学的新进展： 除了语法结构，语言的意义同样是形式化研究的重要对象。本部分将介绍形式语义学（Formal Semantics）的基本思想，探讨如何用逻辑工具来刻画词语和句子的意义，以及组合语义学（Compositional Semantics）的原理。这将为理解自然语言理解（NLU）提供理论基础。 概率模型与统计语言学： 随着计算能力的提升和大规模语料库的出现，统计方法在语言研究中占据了越来越重要的地位。我们将介绍概率上下文无关文法（PCFG）、隐马尔可夫模型（HMM）等统计模型，以及它们在词性标注、句法分析等任务中的应用。这部分内容将展示理论模型如何与实际数据相结合，催生出强大的语言处理工具。 第三部分：语言的力量——形式语言的应用天地 本部分将带领读者走进形式语言的实际应用领域，揭示其在各个行业中的关键作用。 计算机科学的基石： 程序设计语言设计与编译： 几乎所有现代程序设计语言的语法都基于上下文无关文法。本书将详述CFG如何在编译器中用于词法分析和语法分析，从而将人类可读的源代码转化为机器可执行的指令。 形式化方法与软件验证： 在关键领域（如航空航天、医疗设备），软件的正确性至关重要。我们将介绍如何利用形式语言和逻辑推理技术，对软件进行形式化规约和验证，以期发现潜在的错误和漏洞。 数据库查询语言： SQL等数据库查询语言的结构也遵循一定的语法规则，形式语言理论为其提供了理论基础。 自然语言处理（NLP）与人工智能（AI）： 机器翻译与文本生成： 尽管现代NLP模型（如深度学习模型）在表面上与传统的CFG等形式化方法有所不同，但其内部的学习和表示方式仍然与语言的结构性紧密相关。我们将探讨形式语言理论如何为理解和改进这些复杂模型提供指导。 信息抽取与问答系统： 如何从非结构化文本中提取结构化信息，以及如何让机器理解并回答人类提出的问题，都离不开对语言形式和意义的深入分析。 其他领域： 生物信息学： DNA序列、蛋白质结构等生物数据的分析也借鉴了形式语言的建模思想。 认知科学： 探索人类语言习得和理解的机制，也常涉及形式化模型的构建。 《语言的构造：形式语言的奥秘与应用》致力于为读者提供一个全面、深入的视角，去理解语言的内在规律，以及这些规律如何在现实世界中发挥出惊人的力量。它不仅仅是一本关于抽象理论的书，更是一本揭示现代科技发展背后深刻洞察的书。无论您是计算机科学的研究者、软件工程师、语言学爱好者，还是对人工智能充满好奇的探索者，本书都将为您打开一扇理解语言本质的新窗口。

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关于这本书的习题设计，简直是一场噩梦，是对学习者耐心的极端考验。《形式文法》中的练习题布置得毫无梯度可言。有些题目简单到令人发指，似乎是为了凑页数而草草添加的，比如要求读者简单地重述定义；而紧接着的下一组题目，则直接跳跃到了需要深厚数学背景和非凡创造力的难题，没有任何中间的过渡和铺垫。对于一个自学形式文法的初学者而言，这种不连续的学习路径是致命的。我花费了数小时试图解决其中一个关于如何证明某个语言不是上下文无关的题目，结果发现书后提供的“参考解答”极其简略，根本没有展示出详细的推导步骤，更别提对解题思路的分析了。这让人感觉作者似乎预设了读者已经具备了极高的先验知识，或者干脆没有认真对待习题的教学功能。一本好的教材，习题应当是检验和巩固知识的桥梁，而不是横亘在学习者面前的又一道高墙。我迫切希望作者能重新审视这些练习，增加更多具有指导意义的中等难度题目，并为关键习题提供清晰、完整的解题过程，否则这本书的辅助学习价值将大打折扣。

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这本书在讨论形式语言的实际应用层面时，显得尤为保守和脱节。《形式文法》花费了大量的篇幅来探讨理论上的完备性与递归性，这些固然重要，但对于希望将文法理论应用于现代软件工程或编译器设计的读者来说，帮助甚微。书中对 LL(k) 和 LR(k) 分析器的讨论，停留在对表格构建过程的机械化描述上，缺乏对实际冲突处理（Shift/Reduce 或 Reduce/Reduce Conflicts）的深入案例分析，更没有触及现代解析器生成工具（如 ANTLR, YACC）背后所采用的优化技术和工程实践。例如，当提到如何处理左递归时，书中的解决方案显得过于理论化，没有给出如何在实际编程语言设计中权衡解析效率与语法灵活性的实用建议。我原本期待能看到一些关于处理自然语言中复杂结构（如长距离依赖或非上下文无关现象）的现代形式化方法，比如使用基于依存关系的文法模型，但该书对此类创新完全保持沉默。总而言之，它像是一份完美的“历史文献”，但对于指导当代计算实践来说，其价值显得非常有限和滞后。

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读完《形式文法》的这部分内容，我感到一种强烈的认知失调。它在某些章节中，对于形式语言理论的基础概念，比如正则语言（Regular Languages）和有限自动机（Finite Automata）的介绍，竟然使用了非常口语化、甚至有些轻浮的语调。这对于一本严肃的学术著作来说，是极其不妥的。想象一下，在讨论泵引理（Pumping Lemma）这样需要高度精确性的数学证明时，作者却用了一些不恰当的比喻来“简化”概念，结果反而使得原本就抽象的理论更加模糊不清，让人抓不住重点。例如，他对“非确定性”的解释，听起来更像是对一个咖啡店服务员如何处理多重订单的描述，而不是对计算模型复杂性的严肃探讨。更让我气愤的是，书中引用的一些参考文献似乎非常陈旧且单一，似乎作者只局限于一个非常狭窄的研究圈子内进行资料收集。这导致书中对一些关键的历史争议点的讨论也显得片面和武断，没有呈现出不同学派之间的思想交锋和理论演进的完整图景。我期待的是一本能够提供全面历史视角和严谨论证的参考书，但此书似乎更像是一份个人学术笔记的汇编，缺乏必要的审慎和客观性。

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我购买这本《形式文法》是基于其“权威参考书”的名头，但翻开内页后，我发现其排版质量低劣到令人发指。字体选择混乱，正文、引文、脚注甚至公式中的变量符号，时常出现大小和字重的不一致，阅读起来需要不断调整视线焦点，非常伤神。最糟糕的是公式和数学符号的呈现，它们经常因为格式错误而产生错误的对齐，或者直接被截断，使得一些关键的集合表示法和递归规则变得难以辨认。我尤其注意到，书中定义某些特定语法结构时所依赖的树状图（Parse Trees），其线条和节点常常粘连在一起，根本无法清晰地区分父节点和子节点之间的关系。在研究形式文法的精确性时，图示的清晰度是至关重要的，它直接影响了对语言结构歧义性的理解。这种低劣的印刷和排版质量，让这本书的专业性和严肃性大打折扣，我甚至怀疑它是否经过了任何专业的校对流程。这样的物理呈现，使得本来就具有挑战性的理论学习过程，又增添了许多不必要的视觉障碍，让人无法专注于理论本身。

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这本《形式文法》的封面设计简直是视觉上的灾难，那种粗糙的排版和毫无生气的配色，让人一眼望去就提不起任何阅读的欲望。我期待的是一本能引领我进入语言结构深层奥秘的学术巨著，结果拿到的却像是一本十年前的教科书被匆匆复印出来的产物。书的内容更是令人失望，我原本以为会深入探讨 Chomsky 层次结构的精妙之处，或者至少能提供一些关于上下文无关文法（CFG）的最新发展和应用案例。然而，这本书似乎停留在上世纪七八十年代的理论框架中打转，对自然语言处理（NLP）领域近二十年的飞速进步几乎完全视而不见。书中关于句法分析算法的描述冗长而晦涩，缺乏现代计算语言学中常见的清晰的算法伪代码或直观的图示解释。读起来就像是在啃一本被反复咀嚼过的旧知识，没有丝毫新鲜感和启发性。我花了不少时间试图从中挖掘出一些可以指导我当前研究的见解，但最终发现，我需要花费更多的时间去“翻译”这些过时的术语和低效的论述方式，才能勉强理解其核心观点，这完全违背了我购买专业书籍的初衷——追求高效和前沿。我真的希望作者能在再版时，至少在视觉呈现上进行一次彻底的现代化改造，并引入一些现代计算模型作为支撑，否则这本书的学术价值和市场竞争力都会持续下降。

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