語言編程N(yùn)FA確定化

1、NFA確定化為DFA1實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)將NFA確定化為DFA的子集構(gòu)造算法，從而更好地理解有限自動(dòng)機(jī)之間的等價(jià)性，掌握詞法分析器自動(dòng)產(chǎn)生器的構(gòu)造技術(shù)。該算法也是構(gòu)造LR分析器的基礎(chǔ)。2實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)計(jì)算狀態(tài)集合I的閉包的算法_Closure(I)和轉(zhuǎn)換函數(shù)Move(I,a)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)子集構(gòu)造算法Subset_Construction。利用該從NFA到DFA的轉(zhuǎn)換程序Subset_Construction，任意輸入一個(gè)NFA N=（S,s0,F），輸出一個(gè)接收同一語言的DFA M=（S,s0,F）。3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1) 令I(lǐng)是NFA N的狀態(tài)集S的一個(gè)子集，I的閉包的_Closure(

2、I)構(gòu)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(gè)計(jì)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

3、S; /* 返回_Closure(input)集合 */ 完成上述算法的設(shè)計(jì)。(2) 令I(lǐng)是NFA N的狀態(tài)集S的一個(gè)子集，a, 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換函數(shù)Move(I,a)的設(shè)計(jì)通過調(diào)用_Closure(input)實(shí)現(xiàn)，完成該函數(shù)的設(shè)計(jì)。(3) 從NFA N構(gòu)造一個(gè)與其等價(jià)的DFA M的子集構(gòu)造算法，就是要為DFA M構(gòu)造狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Trans，表中的每個(gè)狀態(tài)是NFA N狀態(tài)的集合，DFA M將“并行”地模擬NFA N面對(duì)輸入符號(hào)串所有可能的移動(dòng)。下面給出了子集構(gòu)造算法Subset_Construc

4、tion的框架，請(qǐng)完成其設(shè)計(jì)過程。有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： States 是一個(gè)M的數(shù)組，每個(gè)狀態(tài)有兩個(gè)域，set域存放N的狀態(tài)集合，flg域?yàn)橐粯?biāo)識(shí)。 Trans 是M的轉(zhuǎn)移矩陣（輸入字母表元素個(gè)數(shù)×最大狀態(tài)數(shù)），Transia=下一狀態(tài)。 i M的當(dāng)前狀態(tài)號(hào) a 輸入符號(hào)，a Nstates M的下一新狀態(tài)號(hào) S 定義M的一個(gè)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

5、(每個(gè)輸入符號(hào)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(gè)set域?yàn)镾的下標(biāo); 此算法的輸出M主要由Trans矩陣描述，其中省略了每個(gè)狀態(tài)是否為終態(tài)的描述，應(yīng)加以完善。4實(shí)驗(yàn)程序;#include<iostream>#include<string>#define MAXS 100using namespace

6、std;string NODE; /結(jié)點(diǎn)集合string CHANGE; /終結(jié)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;i<a;i+) cout<<' '/排序void paixu(string &a)int i,j;char b;for(j=0;j<a.length();j+) for(i=0;i<a.lengt

7、h();i+) if(NODE.find(ai)>NODE.find(ai+1) b=ai; ai=ai+1; ai+1=b; void eclouse(char c,string &he,edge b)int k;for(k=0;k<N;k+) if(c=bk.first0) if(bk.change="*") if(he.find(bk.last)>he.length() he+=bk.last; eclouse(bk.last0,he,b); void move(chan &he,int m,edge b)int i,j,k,l;k=

8、he.ltab.length();l=he.jihem.length();for(i=0;i<k;i+) for(j=0;j<N;j+) if(CHANGEm=bj.change0)&&(he.ltabi=bj.first0) if(he.jihem.find(bj.last0)>he.jihem.length() he.jihem+=bj.last0; for(i=0;i<l;i+) for(j=0;j<N;j+) if(CHANGEm=bj.change0)&&(he.jihemi=bj.first0) if(he.jihem.

9、find(bj.last0)>he.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;i<len;i+) cout<<'I'<<CHANGEi<<" "cout<<endl<<"-"<<endl;for(i=0;i<h;i+) cout<<' &#

10、39;<<ti.ltab; m=ti.ltab.length(); for(j=0;j<len;j+) kong(8-m); m=ti.jihej.length(); cout<<ti.jihej; cout<<endl;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(qǐng)輸入NFA各邊信息（起點(diǎn) 條件空為* 終點(diǎn)），以#結(jié)束："<<endl;for

11、(i=0;i<MAXS;i+) cin>>bi.first; if(bi.first="#") break; cin>>bi.change>>bi.last;N=i;/*for(j=0;j<N;j+) cout<<bj.first<<bj.change<<bj.last<<endl;*/for(i=0;i<N;i+) if(NODE.find(bi.first)>NODE.length() NODE+=bi.first; if(NODE.find(bi.last)&g

12、t;NODE.length() NODE+=bi.last; if(CHANGE.find(bi.change)>CHANGE.length()&&(bi.change!="*") CHANGE+=bi.change;len=CHANGE.length();cout<<"結(jié)點(diǎn)中屬于終態(tài)的是："<<endl;cin>>endnode;for(i=0;i<endnode.length();i+) if(NODE.find(endnodei)>NODE.length() cout<&l

13、t;"所輸終態(tài)不在集合中，錯(cuò)誤！"<<endl; return; /cout<<"endnode="<<endnode<<endl;chan *t=new chanMAXS; t0.ltab=b0.first;h=1;eclouse(b0.first0,t0.ltab,b); /求e-clouse/cout<<t0.ltab<<endl;for(i=0;i<h;i+) for(j=0;j<ti.ltab.length();j+) for(m=0;m<len;m+)

14、eclouse(ti.ltabj,ti.jihem,b); /求e-clouse for(k=0;k<len;k+) /cout<<ti.jihek<<"->" move(ti,k,b); /求move(I,a) /cout<<ti.jihek<<endl; for(j=0;j<ti.jihek.length();j+) eclouse(ti.jihekj,ti.jihek,b); /求e-clouse for(j=0;j<len;j+) paixu(ti.jihej); /對(duì)集合排序以便比較 for(

15、k=0;k<h;k+) flag=operator=(tk.ltab,ti.jihej); if(flag) break; if(!flag&&ti.jihej.length() th+.ltab=ti.jihej; cout<<endl<<"狀態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣如下："<<endl;outputfa(len,h,t); /輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣/狀態(tài)重新命名string *d=new stringh;NODE.erase();cout<<endl<<"重命名："<<endl

16、;for(i=0;i<h;i+) sta=ti.ltab; ti.ltab.erase(); ti.ltab='A'+i; NODE+=ti.ltab; cout<<''<<sta<<"="<<ti.ltab<<endl; for(j=0;j<endnode.length();j+) if(sta.find(endnodej)<sta.length() d1=ednode+=ti.ltab; for(k=0;k<h;k+) for(m=0;m<len;m+) if(sta=tk.jihem) tk.jih