辞書式順序

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数学における辞書式順序（じしょしきじゅんじょ、lexicographical / lexicographic / dictionary order）とはいくつかの順序集合の直積集合上に順序を定める方法の一つである。順序集合 A と B が与えられた際の直積集合 A × B 上の辞書式順序は

a < a' または、a = a' かつ b ≤ b' なるとき、およびこれらの場合に限って (a, b) ≤ (a', d')

として定められる。辞書式順序という名前は、この順序の定め方が辞書における項目の並べ方を一般化したものと見なせることからきている。つまり、単語（文字の並び） a₁a₂...a_k が別の単語 b₁b₂...b_k の前に現れるのは a_iがb_iと異なるような最初の iについて、文字の順番の中でa_iがb_iより前に現れるときである。このとき二つの単語は同じ長さ（文字数）であるものと仮定されているが、実際の辞書では普通短い単語の方を後ろにどんな文字よりも先の順番にある空白を付け加えることで単語の長さがそろっているものとして考える、という操作が行われる。

[編集] 概要

整列順序の入った添字集合 I で添字づけられた全順序集合の族 (A_i) _{i ∈ I} が与えられたとする。このとき、直積集合 ∏ _{i ∈ I} A_i上に以下のようにして定められる順序は ∏ _{i ∈ I} A_i上の辞書式順序とよばれる：

(a_i)_i < (b_i)_i ≡ a_j < b_j (j = min { i ∈ I | a_i ≠ b_i } )

上の定義は I が特に有限集合　n = {0, 1, ..., n - 1} の場合にも適用でき。その場合には次のように言いかえることができる。すなわち A₁, ... A_nを全順序集合とするとき、直積集合 A₁ × ... × A_n 上の辞書式順序とは次のようになる：a = (a₁, ... a_n)と b = (b₁, ... b_n) を A₁, ... A_nの元とする。「先頭の文字」 a₁ と b₁ が異なり、a₁ < b₁ ならば a <、反対にa₁ > b₁ ならば a > bとし、a₁ = b₁ だったならばa₂ と b₂ を同様に比べるという操作を繰り返して a と bの間の大小関係が決定される。

辞書式順序の重要な性質に整列性を保つというものがある。つまり、順序集合 A と B が整列順序集合ならば辞書式順序をいれた直積集合も整列順序集合になる。

[編集] 辞書式順序の応用

[編集] 単項式に対する順序

詳細は項順序を参照

多変数の多項式の集合の中での単項式の集合は各変数に関する単項式集合たちの直積集合と見なすことができる。したがってこの単項式の集合上にそれぞれの変数の単項式に関する順序をもとにした序書式順序を考えることができる。

[編集] 社会での応用

辞書式順序の実社会における応用として日付の書式に関するISO 8601規格が挙げられる。この規格では日付は YYYY-MM-DDという書式によって表され、単純に文字の並びとして並び替えるだけの整列アルゴリズムで時系列順の並び替えが得られる。ここで、このアルゴリズムが機能するためには年は四つの数字で表され、月や日は二つの数字で表されていなければならないので、たとえば数字一つの日付には零を付け足して '01' などと表すことになる。

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カテゴリ: 順序構造 | 数学に関する記事