5 votos

Formalismos arbóreos

La noción intuitiva de árbol en matemáticas es bastante sencilla. Sin embargo, hay varios formalismos diferentes del concepto de árbol. El enlace http://ncatlab.org/nlab/show/tree enumera varias posibilidades. Me gustaría tener una lista exhaustiva de todos los formalismos de árboles existentes. Cualquier referencia a una fuente de este tipo será muy apreciada. De lo contrario, cualquier formalismo de árbol distinto de los que aparecen en el enlace será apreciado.

Estoy particularmente interesado en comparar las categorías de árboles resultantes y señalar dónde es útil un formalismo particular y, si es posible, señalar el aspecto particular del formalismo que lo hace adecuado para una aplicación particular. Así que es de esperar que cada formalismo de árboles tenga también un notino de morfismo de árboles que dé lugar a una categoría. Diferentes definiciones de árbol pueden dar lugar a categorías radicalmente diferentes. Gracias.

3voto

dtldarek Puntos 23441

No sé mucho sobre representaciones de árboles, pero mirando tu lista no he visto el árbol (binario) como una expresión en álgebra:

$$\langle A, \bot, (\bullet, \bullet) \rangle, $$

donde $A$ es el conjunto de todas las expresiones que podrían generarse a partir de esta álgebra. Por ejemplo, una hoja $\bot$ el árbol más pequeño $ (\bot, \bot)$ , un árbol de altura uno $((\bot,\bot),\bot)$ . A menudo la hoja $\bot$ se denota como $()$ y lo que se obtiene son sólo expresiones de paréntesis generadas por la gramática CFG simple (en este caso se obtiene una colección de $n$ -árboles primarios, por ejemplo $(()()())(()()()())$ serían dos árboles de grado 3 y 4):

$$ T \to T(T) \mid \varepsilon.$$

Si se necesita algo más que la estructura, entonces el árbol binario podría denotarse como (por ejemplo, de Haskell ):

BTree α = Leaf | Node (BTree α) α (BTree α)

donde $\alpha$ es un parámetro de tipo. Cuando te aburras, puedes convertirlo en una función generadora:

\begin{align} T[\alpha] &= 1 + T[\alpha] \times \alpha \times T[\alpha] \\ 0 &= \alpha \times T^2[\alpha] - T[\alpha] + 1 \\ T_1[\alpha] &= \frac{1-\sqrt{1-4\alpha}}{2\alpha} \\ T_2[\alpha] &= \frac{1+\sqrt{1-4\alpha}}{2\alpha} \end{align} La primera solución $T_1[\alpha]$ coincide con la función generadora de Números catalanes que no por casualidad describe el número de árboles binarios de tamaño $n$ . Así que $\frac{1-\sqrt{1-4\alpha}}{2\alpha}$ (la segunda raíz tiene un polo en cero) podría expandirse en una suma infinita $\sum_{n=0}^{\infty}c_n\alpha^n$ y obtenemos una representación más de árboles (binarios) como la siguiente: $$T[\alpha] = \coprod_{n=0}^{\infty} c_n\alpha^n$$ donde $c_n$ son los números catalanes: 1, 1, 2, 5, 14, 42, etc.

Por último, si no le gustan los árboles binarios, puede utilizar truco del hijo izquierdo, del hermano derecho o jugar con algunos $n$ -representación arbórea como ésta:

Tree α = Node α (List (Tree α))
List β = Nil | Cons β (List β)

Espero que le sirva de ayuda ;-)

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X