模拟图灵机运行过程，实现XN*2

一，题目分析：

模拟图灵机的运算过程，运用图灵机的基本指令和编码方式实现XN*2。

二，算法构造：

图灵机在扩展二进制位实现（XN*2）的运算指令：

00→00R,

01→10R,

10→01R,

11→100R,

100→111R,

110→01STOP。

算法思路：

1，输入一个十进制，将十进制转化成二进制；

2，将二进制转化成图灵机扩展的二进制编码；

3，通过图灵机XN*2运算指令输出每一步的运算结果。 

三，算法实现：

源程序：

#include<stdio.h>
void main()
{
	int i=0,j=0,x=0,c=0;
	int a[30],s[30],b[30];
	int len,temp,k;
	printf("请输入一个十进制数：",x);//输入一个十进制数
	scanf("%d",&x);
	while(x>0)//将十进制数转化成二进制的倒序
	{
		temp=x%2;
		s[i++]=temp;//将十进制除2的余数放进数组s[]
		x/=2;
	}
	k=i;
	printf("转化为二进制为：\n");
	for(j=0;j<k;j++)
	{
		if(i>0)
		{
			a[j]=s[--i];//将倒序的二进制倒着赋值给数组a[]
			printf("%d",a[j]);//输出二进制的正序
		}
	}
	printf("\n");
	printf("转化成扩展的二进位编码为：\n");//转化成扩展的二进位编码
	for(j=0;j<k;j++)
	{
		if(a[j]==1)
		{			
			if(j==0)
			{	b[c]=0;
				c++;
				b[c]=a[j];
				c++;
				b[c]=0;
			}
			else
			{
				b[c]=a[j];
				c++;
				b[c]=0;
			}
		c++;
		}
			else if(a[j]==0)
			{			
				b[c]=a[j];
				c++;
			}	
	}
	int u[4]={1,1,0,0};//在扩展二进制编码后加上{1，1，0，0}，{1,1,0}表示逗号，多余的0为了计算需要
	for(int d=0;d<4;d++)
	{
		b[c++]=u[d];
	}
	len=c+1;
	for (c=0; c<len; c++)      
	{
		if (b[c] == 0 || b[c] == 1)
		{
			printf("%d", b[c]);    //输出图灵扩展二进制编码c[]
		}
	}
	printf("\n");
	printf("图灵计算过程为：\n");
	c=c-1;
	int n=0;
	for(i=0;i<c;i++)//模拟图灵机的运算过程，并输出每一步运行结果
	{
		if(n==0)
		{
			if(b[i]==0)
			{n=0;b[i]=0;}
			else
			{n=1;b[i]=0;}
		}
		else if(n==1)
		{
			if(b[i]==0)
			{n=0;b[i]=1;}
			else
			{n=10;b[i]=0;}
		}
		else if(n==10&&b[i]==0)
		{
			n=11;b[i]=1;
		}
		else if(n==11&&b[i]==0)
		{
			n=0;b[i]=1;
		}
		for(j=0;j<c;j++)
		{
			printf("%d",b[j]);
		}
	printf("\n");
	}
}

四，调试，测试及运行结果：

调试：

1.转化成二进制：

2.转化成图灵机扩展二进制编码：

出现错误，通过对代码修改调整

扩展二进制编码可以正确输出，但所在数组有些值出现乱码，检查发现多用了++符号，导致数组出现空值，调整后数组值正确

测试：

测试图灵机命令运算是否正确：

运行结果：

五，经验归纳：

所遇问题：

1. 由于不足够细心导致一些语法问题；
2. 二进制无法正确的转化成扩展二进制编码；
3. 输出了正确的扩展二进制编码，但图灵运算指令依旧不能实现；

解决：

1. 单独测试图灵机运算指令代码块，发现其可以正确实现；
2. 检查发现扩展二进制编码程序块思路及算法没有问题，将二进制的倒序输出改成正序输出，并通过for循环输出，实现正确结果。
3. 利用debug调试，发现扩展二进制编码虽然可以正确输出，但其所在数组存储不对，没有依次存储，导致有乱码情况，检查发现是++运算符的使用有误，导致数组出现空值，通过对其修改实现正确输出。

归纳：

        一次次的修改，一次次的完善，就离成功实现更进一步，中途切莫放弃，出现问题要充分利用调试知道问题所在，如此可更有目的的解决问题，懂得变通，多尝试几种方法，切莫钻牛角尖，抓住一处不放，多和朋友沟通探讨，集思广益，发现问题，并有效解决。