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Initial Algebra

Definition / 定义

initial algebra(初始代数):在范畴论与程序语言语义中,通常指对某个函子 (F) 的初始 (F)-代数 ((\mu F, \mathsf{in}))。它满足:对任何其他 (F)-代数 ((A, a: F(A)\to A)),都存在且仅存在一个同态(代数态射)从 ((\mu F, \mathsf{in})) 到 ((A,a))。直观上,它常用来刻画递归数据类型(如自然数、列表、树)以及结构归纳(fold/catamorphism)的基础。
(在更一般的语境里,也可理解为“某类代数构成的范畴中的初始对象”。)

Pronunciation / 发音

/ɪˈnɪʃəl ˈældʒɪbrə/

Examples / 例句

An initial algebra gives a canonical way to define functions by structural recursion.
初始代数提供了一种通过结构递归来定义函数的规范方式。

In category-theoretic semantics, the natural numbers object can be seen as an initial algebra for the functor (F(X)=1+X).
在范畴论语义中,自然数对象可以看作函子 (F(X)=1+X) 的一个初始代数。

Etymology / 词源

initial 源自拉丁语 initium(开始、起点),经法语进入英语,含义为“最先的、起始的”。algebra 源自阿拉伯语 al-jabr(“复原/补全”,原指解方程的操作),后发展为现代“代数学”。合在一起,initial algebra 字面上是“起始的代数对象”,在范畴论中具体化为“具有唯一映射性质的最初代数”。

Related Words / 相关词

Literary Works / 文学作品

  • A Tutorial on (Co)Algebras and (Co)Induction(Jan J. M. M. Rutten)
  • Semantics of Programming Languages: Structures and Techniques(Carl A. Gunter)
  • Categories, Types and Structures: An Introduction to Category Theory for the Working Computer Scientist(Andrea Asperti, Giuseppe Longo)
  • Category Theory for Programmers(Bartosz Milewski)
  • Basic Category Theory(Tom Leinster)
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