基礎:字母表、字串與語言

字母表(alphabet)

/ Sigma is written with the Greek capital letter Σ /

字母表就是你被允許使用的「組件」集合,像拼字遊戲盒裡的字母牌。在談論「字」之前,你必須先約定有哪些字母存在。英文的組件是 26 個字母;對數位訊號而言可能只有 0 和 1;對 DNA 而言則是 A、C、G、T。字母表固定了原料,其餘的一切(字串、語言、機器)都建立在它之上。

形式上,字母表是一個有限且非空的符號集合,依慣例我們用希臘大寫字母 Σ(Sigma)來命名它。兩個常見例子是二進位字母表 Σ = {0, 1} 與小型字母表 Σ = {a, b}。這兩個要求都很重要:有限表示符號只有有限多個(不能有無限多種不同字母),非空表示至少要有一個符號(沒有任何符號就永遠寫不出東西)。符號長什麼樣子並不重要,重要的只是它們彼此不同。

選擇字母表是任何問題裡的第一個設計決定。這裡也藏著一個微妙的點:Σ 的符號被當成不可分割的原子。雙字元序列 01 並不是 {0, 1} 的一個符號,而是由兩個符號組成的字串。把「單一符號」與「符號字串」之間的界線劃清楚,能讓你日後免去許多初學者的混淆。

Σ = {a, b} 是一個有兩個符號的字母表。Σ = {0, 1, 2, ..., 9} 是十進位字母表。空集合 {} 不是合法的字母表(字母表必須非空)。

字母表是有限且非空的;其成員是原子般的符號。

Σ 必須有限。無限的符號集合在此理論中不算字母表;從字串到機器的一切都仰賴「只有有限多個不同符號」這個前提。

又稱
Sigmasymbol set符號集Σ