Skip to content
ExamHope Logo

examhope

Primary Menu
  • Digital Logic
    • Arithmetic Operations
    • Asynchronous/Ripple Counters
    • Basic Gates
    • Boolean Algebraic Theorems
    • Codes
  • Data Structures
    • Binary Heaps
    • Binary Search
    • Binary Search Trees
    • Binary Tree
    • Binary Tree Sort
    • Bipartite Graphs
    • Complete Graph
  • Theory of Computation
    • Finite Automata
    • Finite Automaton First Example
  • Current Affairs
    • Sports News
    • Tech News
    • Bollywood News
    • Daily News
  • Database
  • Computer Network
  • Computer Organization and Architecture
  • C Language
  • Operating Systems
  • Software Engineering
  • Theory of Computation
  • About us
  • Contact Us
  • Privacy Policy
  • DMCA Policy
  • Terms and Conditions
  • Home
  • IT
  • Context-Free Grammar That Verifies Addition
  • IT
  • Context-Free Grammar That Verifies Addition
  • Theory of Computation

Context-Free Grammar That Verifies Addition

examhopeinfo@gmail.com November 22, 2025 3 minutes read
Context-Free Grammar That Verifies Addition

Context-Free Grammar That Verifies Addition

๐ŸŒฑ What Does It Mean to Verify Addition?

Imagine you have a string like:

101 + 10 = 111

We want a grammar that accepts the string only if the addition is correct.

So:

  • If the sum is correct โ†’ grammar generates it
  • If the sum is wrong โ†’ grammar cannot generate it

This is like having a very strict teacher checking your homework.


๐Ÿ“Œ Representing Binary Numbers

Binary numbers work just like decimal numbers, but with only two digits:

  • 0
  • 1

For example:

  • 101 means 5
  • 10 means 2
  • 111 means 7

So the equation above is valid:

101 (5) + 10 (2) = 111 (7)

Now we want a CFG that recognizes only correct equations of this form.


๐Ÿ” How Can a Grammar Check Addition?

Instead of adding numbers the way we do on paper, the grammar works differently.

It checks the addition from right to left, just like you do when you add numbers normally. But instead of โ€œcarrying digits,โ€ the grammar uses different nonterminals to represent whether:

  • A carry came from the right
  • No carry is present

Think of it as two โ€œmodesโ€:

  1. C0 โ†’ Addition with no carry
  2. C1 โ†’ Addition with a carry

These modes help us verify every column of the sum.


๐Ÿง  Key Insight

Each digit of the equation follows this pattern:

a + b = c   (with or without carry)

Where a, b, and c are bits (0 or 1).

The CFG needs rules that match every possible valid combination.


๐Ÿงฉ The Context-Free Grammar

Letโ€™s define the grammar piece by piece.

๐ŸŽฏ Start Symbol

S โ†’ C0

We begin without any carry.


โญ Case 1: Addition Without Carry (C0)

These are valid column operations without a carry:

  • 0 + 0 = 0
  • 1 + 0 = 1
  • 0 + 1 = 1
  • 1 + 1 = 0 (but now we produce a carry โ†’ moves to C1)

In grammar form:

C0 โ†’ 0 C0 0 | 1 C0 1 | 0 C0 1 | 1 C0 0 C1
C0 โ†’ ฮต

โญ Case 2: Addition With Carry (C1)

Now we include the extra +1:

  • 0 + 0 + 1 = 1
  • 1 + 0 + 1 = 0 (with new carry)
  • 0 + 1 + 1 = 0 (with carry)
  • 1 + 1 + 1 = 1 (with carry)

Grammar rules:

C1 โ†’ 0 C1 1 | 1 C1 0 | 0 C1 0 C1 | 1 C1 1 C1
C1 โ†’ 1        (if final result has carry)

Each rule checks a correct binary addition step.


๐ŸŽจ Simple Diagram to Show Idea

Hereโ€™s a conceptual diagram of how the grammar works:

             +-------------+
             |      S      |
             +------^------+
                    |
                 No Carry
                    |
                  +-----+
                  | C0  |
                  +--+--+
                     |
    ---------------------------------
    |                |              |
   Match          Switch to        End
 (a+b=c)          Carry Mode       ฮต
                    |
                  +-----+
                  | C1  |
                  +--+--+
                     |
    ---------------------------------
    |                |              |
   Match          Stay in Carry    Extra
 (a+b+carry=c)                        1

The two โ€œworldsโ€ C0 and C1 work together just like real addition.


๐ŸŽฏ Why This Grammar Is So Interesting

Most people assume grammars only generate strings, but here they:

  • Validate math
  • Track carries elegantly
  • Use structural patterns rather than numeric logic

This is a wonderful example of how computation and language theory blend together.


๐Ÿช„ Example of a Valid String

Take this one:

101 + 10 = 111

The grammar successfully matches each column from right to left, shifting between C0 and C1 as needed.

Try something incorrect like:

101 + 10 = 110

No series of grammar productions can generate this, so it gets rejected.


About the Author

examhopeinfo@gmail.com

Administrator

Visit Website View All Posts

Post navigation

Previous: Context-Free Grammar (CFG) for the Complement of a Non-Regular Language
Next: Chomsky Normal Form โ€” Theory of Computation

Related News

Vivo X200 Price Drop
  • IT
  • Current Affairs
  • Tech News

Vivo X200: เคœเคพเคจเฅ‡ เค•เคฟเคคเคจเฅ€ เค•เคฎ เค•เฅ€เคฎเคค เคชเคฐ เคฎเคฟเคฒ เคฐเคนเคพ เคฏเฅ‡ 9400 เคฎเคฟเคกเคฟเคฏเคพ เคŸเฅ‡เค• เคชเฅเคฐเฅ‹เคธเฅ‡เคธเคฐ เคตเคพเคฒเคพ เคธเฅเคฎเคพเคฐเฅเคŸเคซเฅ‹เคจ

examhopeinfo@gmail.com December 23, 2025 0
Samsung Galaxy S25 Plus
  • IT
  • Current Affairs
  • Tech News

Samsung Galaxy S25 Plus เคชเคฐ เคฎเคฟเคฒ เคฐเคนเฅ€ เคญเคพเคฐเฅ€ เค›เฅ‚เคŸ ,เคœเคพเคจเฅ‡ เคธเฅ‡เคฒ เคชเฅเคฐเคพเค‡เคธ

examhopeinfo@gmail.com December 22, 2025 0
Electricity bill saving Smart Plug
  • IT
  • Current Affairs
  • Tech News

AI เค•เฅ‡ เค‡เคธ เฅ›เคฎเคพเคจเฅ‡ เคฎเฅ‡เค‚ เค•เฅˆเคธเฅ‡ เคฌเคฟเคœเคฒเฅ€ เคฌเคšเคพ เคฐเคนเฅ‡ เคนเฅˆเค‚ เคฏเคน เคธเฅเคฎเคพเคฐเฅเคŸ เคชเฅเคฒเค—?

examhopeinfo@gmail.com December 21, 2025 0

Recent Posts

  • Vivo X200: เคœเคพเคจเฅ‡ เค•เคฟเคคเคจเฅ€ เค•เคฎ เค•เฅ€เคฎเคค เคชเคฐ เคฎเคฟเคฒ เคฐเคนเคพ เคฏเฅ‡ 9400 เคฎเคฟเคกเคฟเคฏเคพ เคŸเฅ‡เค• เคชเฅเคฐเฅ‹เคธเฅ‡เคธเคฐ เคตเคพเคฒเคพ เคธเฅเคฎเคพเคฐเฅเคŸเคซเฅ‹เคจ
  • Samsung Galaxy S25 Plus เคชเคฐ เคฎเคฟเคฒ เคฐเคนเฅ€ เคญเคพเคฐเฅ€ เค›เฅ‚เคŸ ,เคœเคพเคจเฅ‡ เคธเฅ‡เคฒ เคชเฅเคฐเคพเค‡เคธ
  • AI เค•เฅ‡ เค‡เคธ เฅ›เคฎเคพเคจเฅ‡ เคฎเฅ‡เค‚ เค•เฅˆเคธเฅ‡ เคฌเคฟเคœเคฒเฅ€ เคฌเคšเคพ เคฐเคนเฅ‡ เคนเฅˆเค‚ เคฏเคน เคธเฅเคฎเคพเคฐเฅเคŸ เคชเฅเคฒเค—?
  • เค•เฅเคฏเคพ เคนเฅˆ เคฏเคน GhostPairing Scam เค”เคฐ เคฌเคฟเคจเคพ เคชเคพเคธเคตเคฐเฅเคก เค”เคฐ เคธเคฟเคฎ เค•เฅ‡ เค•เฅเคฏเฅ‹เค‚ เคนเฅ‹ เคฐเคนเคพ เคนเฅˆ เคตเฅเคนเคพเคŸเฅเคธเคชเฅเคช เค…เค•เคพเค‰เค‚เคŸ เคนเฅˆเค•
  • Leica เค•เฅˆเคฎเคฐเฅ‡ เค•เฅ‡ เคธเคพเคฅ เคœเคฒเฅเคฆ เคฒเฅ‰เคจเฅเคš เคนเฅ‹ เคธเค•เคคเคพ เคนเฅˆ Xiaomi Ultra 17

At ExamHope, we understand that preparing for exams can be challenging, overwhelming, and sometimes stressful. Thatโ€™s why we are dedicated to providing high-quality educational resources, tips, and guidance to help students and aspirants achieve their goals with confidence. Whether you are preparing for competitive exams, school tests, or professional certifications, ExamHope is here to make your learning journey smarter, easier, and more effective.

Quick links

  • About us
  • Contact Us
  • Privacy Policy
  • Terms and Conditions
  • Disclaimer
  • DMCA Policy

Category

  • Computer Network
  • Computer Organization and Architecture
  • Data Structures
  • C Language
  • Theory of Computation
  • Database

You may have missed

Vivo X200 Price Drop
  • IT
  • Current Affairs
  • Tech News

Vivo X200: เคœเคพเคจเฅ‡ เค•เคฟเคคเคจเฅ€ เค•เคฎ เค•เฅ€เคฎเคค เคชเคฐ เคฎเคฟเคฒ เคฐเคนเคพ เคฏเฅ‡ 9400 เคฎเคฟเคกเคฟเคฏเคพ เคŸเฅ‡เค• เคชเฅเคฐเฅ‹เคธเฅ‡เคธเคฐ เคตเคพเคฒเคพ เคธเฅเคฎเคพเคฐเฅเคŸเคซเฅ‹เคจ

examhopeinfo@gmail.com December 23, 2025 0
Samsung Galaxy S25 Plus
  • IT
  • Current Affairs
  • Tech News

Samsung Galaxy S25 Plus เคชเคฐ เคฎเคฟเคฒ เคฐเคนเฅ€ เคญเคพเคฐเฅ€ เค›เฅ‚เคŸ ,เคœเคพเคจเฅ‡ เคธเฅ‡เคฒ เคชเฅเคฐเคพเค‡เคธ

examhopeinfo@gmail.com December 22, 2025 0
Electricity bill saving Smart Plug
  • IT
  • Current Affairs
  • Tech News

AI เค•เฅ‡ เค‡เคธ เฅ›เคฎเคพเคจเฅ‡ เคฎเฅ‡เค‚ เค•เฅˆเคธเฅ‡ เคฌเคฟเคœเคฒเฅ€ เคฌเคšเคพ เคฐเคนเฅ‡ เคนเฅˆเค‚ เคฏเคน เคธเฅเคฎเคพเคฐเฅเคŸ เคชเฅเคฒเค—?

examhopeinfo@gmail.com December 21, 2025 0
Ghost Pairing Scam on Whatsapp
  • IT
  • Current Affairs
  • Tech News

เค•เฅเคฏเคพ เคนเฅˆ เคฏเคน GhostPairing Scam เค”เคฐ เคฌเคฟเคจเคพ เคชเคพเคธเคตเคฐเฅเคก เค”เคฐ เคธเคฟเคฎ เค•เฅ‡ เค•เฅเคฏเฅ‹เค‚ เคนเฅ‹ เคฐเคนเคพ เคนเฅˆ เคตเฅเคนเคพเคŸเฅเคธเคชเฅเคช เค…เค•เคพเค‰เค‚เคŸ เคนเฅˆเค•

examhopeinfo@gmail.com December 21, 2025 0
Copyright ยฉ All rights reserved for ExamHope. | MoreNews by AF themes.
Go to mobile version