一般递归函数
也称艾尔布朗-哥德尔-克利尼一般递归函数,是一种用等式系统定义函数的方法。所谓等式系统是一种其公式全为等式的形式系统,其组成如下:
形式语言
1.初始符号
(1)可数无穷多个个体变元:x,y,z,…,
(2)个体常元0,
(3)一元函数常元S,
(4)对每个n≥0,有可数无穷多个函数符号,依次记作
………
(5)等词=
(6)辅助符号:括号、逗号。
2.项。
(1)单独一个个体变元是项;
(2)0是项;
(3)若τ是项,则S(τ)是项;
(4)若F是n元函数符号(n≥0),τ,…,τ是项,则F(τ,…,τ)是项。
形如0,S(0),S(S(0))…的项称数字,它们是自然数0,1,2,…的形式表达式,表示自然数a的数字记作ā
如果τ,…,τ是数字,F是n元函数符号,则项F(τ,…,τ)称为F项。
3.等式,如果τ,τ是项,则
τ=τ
是等式。
变形规则
1.项的代入:设τ是项,x是个体变元,τ是项,
τ|x←τ
表示将τ中的x都代之以τ所得到的项。
2.对等式的代入
(1)SR规则:设τ,τ是项,x是个体变元,v是数字,此规则说:由等式
τ=τ
可得到等式
τ1|x←v=τ|x←v
(2)RR规则:设v是数字,Φ是F项,RR规则是说从等式
Φ=v
和等式
τ|x←Φ=τ|x←Φ
可得等式
τ|x←v=τ|x←v
形式推演。
给定有穷的等式集Φ,如果存在有穷的等式序列
ε,ε,…,ε
满足:对每个1≤k≤n,
ε∈Φ
或
ε是由某个ε(i<k)经SR规则得到,
或
εk是由某两个ε,ε(i,j<k)经RR规则得到,则称ε可由等式集Φ推出,记作
Φ┝ε。
一般递归函数就是可由某个等式组推出的函数。
设f(x,…,x)是一n元部分函数,如果存在一个有穷的等式组Φ和一个n元函数符号F,使得对任何自然数a,…,a,a,
f(a,…,a)=a当且仅当Φ┝F(ā,…,(ā)=ā
则称f是一般递归函数。
例如由等式组Φ:
F(x,0,)=0
F(x,S(x))=G(F(x,x),x)
G(x,0)=x
G(x,S(x,))=S(G(x,x))
和二元函数符号F可以生成f(x,y)=xy,于是乘函数xy是一般递归函数。
一般递归函数与部分递归函数等价,也就是说:n元部分函数f是一般递归函数当且仅当f是部分递归函数。(参见部分递归函数,λ可定义函数)