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第1章 上一章注释[001]

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g:Nn+2—N

    使用f和g的原始递归h=pn(f,g):Nn+1—N

    对于h:

    基准条件:h(x1,...xn,0)=f(x1,...,xn)

    递归条件: h(x1,...,xn,y+1)=g(x1,...,xn,y,h(x1,...,xn,y))

    回到我们的加法器add:

    add:N2→N

    add(x,y)=x+y=p1(f,g)

    基准条件:add(x,0)=f(x)=proj11

    递归条件:add(x,y+1)=g(x,y,add(x,y))=succ(add(x,y)),g=succ·[proj33]

    add=p1(proj11,succ·[proj33])

    完美无瑕。

    类似地,乘法器mult=p1(zero,add·[proj13,proj33])

    前继函数,减法器等等基本运算都可以据此定义,只需要proj,zero,succ三种原始函数和组合·,原始递归p这两种基本操作。所有完全函数都可以据此构造。

    那么“偏函数”呢?

    构造偏函数还需要额外的一个操作:最小化。

    如果我们有一个函数f:N^n+1—N (这里^代表上标,虽然不好看,但实在是敲得太麻烦没有耐心了),具体的f(a1,...an,x),其中a1,...an是固定参数,x是可变参数。

    那么最小化操作为:μ^nf:N^n—N它会找到给它输入的n个参数里,最小的一个,并输出

    比如f(5,4,3,2,1,0)=0

    如果遇到重复参数,那么就输出第一个最小的。

    比如f(5,4,3,2,1,1)=1

    假设我们有一个投影函数长这样:

    proj21:N2—N (proj21中的2是上标,1是下标,下同,写不动摆烂了)

    那么μ^1proj21:N—N

    举个栗子:

    假如我们给proj21弄一个最小化操作:μ^1proj21(1),其中1是固定参数。

    如果我们穷举一下可变参数,就会发现:

    proj21(1,0)=1

    proj21(1,1)=1

    我们永远也拿不到0,也就不存在最小化。也就是说,对于μ^1proj21而言,并不是每一个输入都对应一个输出,所以应用最小化操作,我们成功地构建了一个偏函数。

    加减乘三种操作都在上文构建过了,现在就只剩下一个除了。除法div需要用最小化操作来构建。

    假设,我们收到两参数a和b,想求a\/b,那么其中存在如下关系:

    a=qxb+r,其中0≤r<b

    我们想要的就是满足式子qxb≤a的最大的q,这等同于满足(q+1)xb>a,于是带余除法被转化为了一个最小化问题:

    找到最小的q使其满足(q+1)xb>a

    也就是构造一个函数f:N^3—N

    f(a,b,q)=1如果(q+1)b≤a,=0如果(q+1)b>a

    f(a,b,q)=lessthanequal(mult(succ(q),b),a)

    f=lessthaneual·[mult·[succ·[proj33],proj32],proj31]

    其中lessthanequal=iszero·sub

    iszero=sub·[succ·zero,proj11]

    sub是减法器

    对f进行最小化操作即可得到我们想要的结果。

    验证一下:

    f(8,5,0)=lessthanequal(mult(1,5),8)=1不等于0,所以0不是输出。

    f(8,5,1)=lessthanequal(mult(1,5),8)=0,最小,所以1是输出。

    div(8,5)=8\/\/5=1没错,十分完美。

    如果我们想计算一下8\/\/0:

    f(8,0,0)=lessthanequal(mult(1,0),8)=1不等于0,所以0不是输出。

    f(8,0,1)=lessthanequal(mult(2,0),8)=1不等于0,所以0不是输出。

    无论我们给f(8,0,x)传入什么x,都找不到最小的x,所以div(8,0)=8\/\/0无解,符合现实。

    如果把最小化操作运用在原始递归函数上,得到的新函数就叫做偏递归函数。

    好了,现在加减乘除我们都有了,只要是可计算的算法,我们都能执行。

    至于无限循环怎么制造出来,从μ^1proj21(1)和div的栗子都可以看出来,如果最小化操作找不到最小值,就永远不会给出输出,这相当于while语句的功能。

    ——————————————————

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