c语言编程NFA确定化.doc

NFA确定化为DFA1实验目的设计并实现将NFA确定化为DFA的子集构造算法，从而更好地理解有限自动机之间的等价性，掌握词法分析器自动产生器的构造技术。该算法也是构造LR分析器的基础。2实验要求设计并实现计算状态集合I的闭包的算法_Closure(I)和转换函数Move(I,a)，并在此基础上实现子集构造算法Subset_Construction。利用该从NFA到DFA的转换程序Subset_Construction，任意输入一个NFA N=（S,s0,F），输出一个接收同一语言的DFA M=（S,s0,F）。3实验内容(1) 令I是NFA N的状态集S的一个子集，I的闭包的_Closure(I)构造规则如下：(a) 若sI，则s_Closure(I)；(b) 若s_Closure(I)且(s, )=s而s _Closure(I) ，则s_Closure(I)根据上面的规则，下面给出了一个计算I的闭包的算法_Closure(I)。SET S;SET_Closure(input)SET *input; S=input; /* 初始化 */ push(); /* 把输入状态集中的全部状态压入栈中 */ while(栈非空)Nfa_state i;pop(); /* 把栈顶元素弹出并送入i */if(存在(i, )=j) if(j不在S中) 把i加到S中; 把j压入栈中; return S; /* 返回_Closure(input)集合 */ 完成上述算法的设计。(2) 令I是NFA N的状态集S的一个子集，a, 转换函数Move(I,a)定义为：Move(I,a)= _Closure(J)其中，J=s|sI且(s,a)=s转换函数Move(I,a)的设计通过调用_Closure(input)实现，完成该函数的设计。(3) 从NFA N构造一个与其等价的DFA M的子集构造算法，就是要为DFA M构造状态转换表Trans，表中的每个状态是NFA N状态的集合，DFA M将“并行”地模拟NFA N面对输入符号串所有可能的移动。下面给出了子集构造算法Subset_Construction的框架，请完成其设计过程。有关数据结构： States 是一个M的数组，每个状态有两个域，set域存放N的状态集合，flg域为一标识。 Trans 是M的转移矩阵（输入字母表元素个数最大状态数），Transia=下一状态。 i M的当前状态号 a 输入符号，a Nstates M的下一新状态号 S 定义M的一个状态的N的状态集初始化： States0.set=_Closure(N的初态) States0.flg=FALSE Nstates=1 i=0 S= Trans初始化为无状态-while(Statesi的flg为FALSE) Statesi.flg=TRUE; for(每个输入符号a)S=_Closure(Move(Statesi.set,a);if(S非空) if(States中没有set域等于 S的状态) StatesNstates.set=S; StatesNstates.flg=FALSE; Transia= Nstates+; else Transia= States中一个set域为S的下标; 此算法的输出M主要由Trans矩阵描述，其中省略了每个状态是否为终态的描述，应加以完善。4实验程序;#include#include#define MAXS 100using namespace std;string NODE; /结点集合string CHANGE; /终结符集合int N; /NFA边数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;/输出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请输入NFA各边信息（起点 条件空为* 终点），以#结束：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结点中属于终态的是：endnode;for(i=0;iNODE.length() cout所输终态不在集合中，错误！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); /对集合排序以便比较 for(k=0;kh;k+) flag=operator=(tk.ltab,ti.jihej); if(flag) break; if(!flag&ti.jihej.length() th+.ltab=ti.jihej; coutendl状态转换矩阵如下：endl;outputfa(len,h,t); /输出状态转换矩阵/状态重新命名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; for(k=0;kh;k+) for(m=0;mlen;m+) if(sta=tk.jihem) tk.jihem=ti.ltab;for(i=0;iednode.length() d0+=NODEi;endnode=ednode;coutendlDFA如下：endl;outputfa(len,h,t); /输出DFAcout其中终态为：endnodeendl;5. 实验截图：