c語言編程NFA確定化.doc

NFA確定化為DFA1實驗目的設計并實現(xiàn)將NFA確定化為DFA的子集構造算法，從而更好地理解有限自動機之間的等價性，掌握詞法分析器自動產(chǎn)生器的構造技術。該算法也是構造LR分析器的基礎。2實驗要求設計并實現(xiàn)計算狀態(tài)集合I的閉包的算法_Closure(I)和轉換函數(shù)Move(I,a)，并在此基礎上實現(xiàn)子集構造算法Subset_Construction。利用該從NFA到DFA的轉換程序Subset_Construction，任意輸入一個NFA N=（S,s0,F），輸出一個接收同一語言的DFA M=（S,s0,F）。3實驗內(nèi)容(1) 令I是NFA N的狀態(tài)集S的一個子集，I的閉包的_Closure(I)構造規(guī)則如下：(a) 若sI，則s_Closure(I)；(b) 若s_Closure(I)且(s, )=s而s _Closure(I) ，則s_Closure(I)根據(jù)上面的規(guī)則，下面給出了一個計算I的閉包的算法_Closure(I)。SET S;SET_Closure(input)SET *input; S=input; /* 初始化 */ push(); /* 把輸入狀態(tài)集中的全部狀態(tài)壓入棧中 */ while(棧非空)Nfa_state i;pop(); /* 把棧頂元素彈出并送入i */if(存在(i, )=j) if(j不在S中) 把i加到S中; 把j壓入棧中; return S; /* 返回_Closure(input)集合 */ 完成上述算法的設計。(2) 令I是NFA N的狀態(tài)集S的一個子集，a, 轉換函數(shù)Move(I,a)定義為：Move(I,a)= _Closure(J)其中，J=s|sI且(s,a)=s轉換函數(shù)Move(I,a)的設計通過調(diào)用_Closure(input)實現(xiàn)，完成該函數(shù)的設計。(3) 從NFA N構造一個與其等價的DFA M的子集構造算法，就是要為DFA M構造狀態(tài)轉換表Trans，表中的每個狀態(tài)是NFA N狀態(tài)的集合，DFA M將“并行”地模擬NFA N面對輸入符號串所有可能的移動。下面給出了子集構造算法Subset_Construction的框架，請完成其設計過程。有關數(shù)據(jù)結構： States 是一個M的數(shù)組，每個狀態(tài)有兩個域，set域存放N的狀態(tài)集合，flg域為一標識。 Trans 是M的轉移矩陣（輸入字母表元素個數(shù)最大狀態(tài)數(shù)），Transia=下一狀態(tài)。 i M的當前狀態(tài)號 a 輸入符號，a Nstates M的下一新狀態(tài)號 S 定義M的一個狀態(tài)的N的狀態(tài)集初始化： States0.set=_Closure(N的初態(tài)) States0.flg=FALSE Nstates=1 i=0 S= Trans初始化為無狀態(tài)-while(Statesi的flg為FALSE) Statesi.flg=TRUE; for(每個輸入符號a)S=_Closure(Move(Statesi.set,a);if(S非空) if(States中沒有set域等于 S的狀態(tài)) StatesNstates.set=S; StatesNstates.flg=FALSE; Transia= Nstates+; else Transia= States中一個set域為S的下標; 此算法的輸出M主要由Trans矩陣描述，其中省略了每個狀態(tài)是否為終態(tài)的描述，應加以完善。4實驗程序;#include#include#define MAXS 100using namespace std;string NODE; /結點集合string CHANGE; /終結符集合int N; /NFA邊數(shù)struct edgestring first;string change;string last;struct chanstring ltab;string jiheMAXS;void kong(int a)int i;for(i=0;ia;i+) cout ;/排序void paixu(string &a)int i,j;char b;for(j=0;ja.length();j+) for(i=0;iNODE.find(ai+1) b=ai; ai=ai+1; ai+1=b; void eclouse(char c,string &he,edge b)int k;for(k=0;khe.length() he+=bk.last; eclouse(bk.last0,he,b); void move(chan &he,int m,edge b)int i,j,k,l;k=he.ltab.length();l=he.jihem.length();for(i=0;ik;i+) for(j=0;jhe.jihem.length() he.jihem+=bj.last0; for(i=0;il;i+) for(j=0;jhe.jihem.length() he.jihem+=bj.last0;/輸出void outputfa(int len,int h,chan *t)int i,j,m;cout I ;for(i=0;ilen;i+) coutICHANGEi ;coutendl-endl;for(i=0;ih;i+) cout ti.ltab; m=ti.ltab.length(); for(j=0;jlen;j+) kong(8-m); m=ti.jihej.length(); coutti.jihej; coutendl;void main()edge *b=new edgeMAXS;int i,j,k,m,n,h,x,y,len;bool flag;string jhMAXS,endnode,ednode,sta;cout請輸入NFA各邊信息（起點 條件空為* 終點），以#結束：endl;for(i=0;ibi.first; if(bi.first=#) break; cinbi.changebi.last;N=i;/*for(j=0;jN;j+) coutbj.firstbj.changebj.lastendl;*/for(i=0;iNODE.length() NODE+=bi.first; if(NODE.find(bi.last)NODE.length() NODE+=bi.last; if(CHANGE.find(bi.change)CHANGE.length()&(bi.change!=*) CHANGE+=bi.change;len=CHANGE.length();cout結點中屬于終態(tài)的是：endnode;for(i=0;iNODE.length() cout所輸終態(tài)不在集合中，錯誤！endl; return; /coutendnode=endnodeendl;chan *t=new chanMAXS; t0.ltab=b0.first;h=1;eclouse(b0.first0,t0.ltab,b); /求e-clouse/coutt0.ltabendl;for(i=0;ih;i+) for(j=0;jti.ltab.length();j+) for(m=0;mlen;m+) eclouse(ti.ltabj,ti.jihem,b); /求e-clouse for(k=0;klen;k+) /coutti.jihek; move(ti,k,b); /求move(I,a) /coutti.jihekendl; for(j=0;jti.jihek.length();j+) eclouse(ti.jihekj,ti.jihek,b); /求e-clouse for(j=0;jlen;j+) paixu(ti.jihej); /對集合排序以便比較 for(k=0;kh;k+) flag=operator=(tk.ltab,ti.jihej); if(flag) break; if(!flag&ti.jihej.length() th+.ltab=ti.jihej; coutendl狀態(tài)轉換矩陣如下：endl;outputfa(len,h,t); /輸出狀態(tài)轉換矩陣/狀態(tài)重新命名string *d=new stringh;NODE.erase();coutendl重命名：endl;for(i=0;ih;i+) sta=ti.ltab; ti.ltab.erase(); ti.ltab=A+i; NODE+=ti.ltab; coutsta=ti.ltabendl; for(j=0;jendnode.length();j+) if(sta.find(endnodej)sta.length() d1=ednode+=ti.ltab; f