上下文无关语言是可以用上下文无关文法定义的形式语言。所有上下文无关语言的集合同一于下推自动机所接受的语言的集合。
一个原型上下文无关语言是
,它是所有非空、偶数长度字符串的语言,字符串的整个前半部分都是
,整个后半部分都是
。
由文法
生成,并被下推自动机
接受,这里的
定义如下:





- 这里的 z 是初始栈符号而 x 意味着弹出动作。
上下文无关语言在编程语言中有很多应用。大多数算术表达式可用上下文无关文法生成。
上下文无关语言闭合于下列运算下。就是说,如果 L 和 P 是上下文无关语言而 D 是正则语言,下列语言也是上下文无关语言:
- L 的 Kleene星号

- L 在字符串同态 φ 下的像 φ(L)
- L 和 P 的串接

- L 和 P 的并集

- L 和(正则语言)D 的交集

上下文无关语言不闭合于补集,交集或差集下。
上下文无关语言不闭合于交集下。其证明在 Sipser 97 中被作为习题给出。选用语言
和
,它们都是上下文无关的。它们的交集是
,它可以用上下文无关语言的泵引理证实为非上下文无关的。
上下文无关语言的下列问题是不可判定的:
- 等价:给定两个上下文无关文法 A 和 B,
吗?
吗?
吗?
吗?
上下文无关语言的下列问题是可判定的:
吗?
- L(A) 是有限的吗?
- 成员关系:给定任何字 w,
吗?(成员关系问题甚至是多项式可判定的 - 参见CYK算法)
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每个语言范畴都是其直接上面的范畴的真子集 每个语言范畴内的语言都可以用同一行的文法和自动机表示 |