确定有穷自动机(DFA)化简(最小化)

预备

  • 最简化的DFA:这个DFA没有多余状态、也没有两个相互等价的状态。一个DFA可以通过消除无用状态合并等价状态而转换成一个与之等价的最小状态的有穷自动机。
  • 无用状态:从自动机开始状态出发,任何输入串也发到达的那个状态,或者这个状态没有通路可达终态。
  • 等价转态:两个状态,识别相同的串,结果都同为正确或错误,这两个状态就是等价的。
  • 区别状态:不是等价状态。

化简DFA

  • 分割法:把一个DFA(不含多余状态)的状态分割成一些不相交的子集,并且任意两个子集之间的状态都是可区别状态,同一子集内部的状态都是等价状态。

  • 步骤(按分割法)

    • I0 = 非状态元素构成的集合,I1 = 终态元素构成的集合
    • 经过多次划分后,要保证,任意一个Ik中的元素通过move(Ik,某个字符)的结果都同属于一个Iz,这时候划分完成。否则把状态不同的单独划分出去。
    • 重复上一步,直至没有新的I子集增加。
    • 从子集中任选一个代替整体,画出最简DFA。

例子

  • 题目:将下图DFA M最小化

微信公众号:JavaWeb架构师

  • 分割成I0,I1
-----------------I0、I1分割-------------------
I0 = {1,2,3,4} ; 非终态
I1 = {5,6,7} ; 终态
  • 检验I0中元素的等价性,不等价就分割
move(1,a) = 6 ∈I1
move(1,b) = 3 ∈I0

move(2,a) = 7 ∈I1
move(2,b) = 3 ∈I0

move(3,a) = 1 ∈I0
move(3,b) = 5 ∈I1

move(4,a) = 4 ∈I0
move(4,b) = 6 ∈I1

可以发现,{1,2}是等价的,{3,4}是等价的
所以现在分割成了:I2 = {1,2}, I1 = {5,6,7}, I3 = {3,4}
  • 检测I2中元素的等价性,不等价就分割
move(1,a) = 6 ∈I1
move(1,b) = 3 ∈I3

move(2,a) = 7 ∈I1
move(2,b) = 3 ∈I3

可以发现,是等价的,不用分割
  • 检测I3中元素的等价性,不等价就分割
move(3,a) = 1 ∈I2
move(3,b) = 5 ∈I1

move(4,a) = 4 ∈I3
move(4,b) = 6 ∈I1
可以发现,不是等价的,分割成{3},{4}
所以现在分割成了:I2 = {1,2}, I1 = {5,6,7}, I4 = {3}, I5 = {4}
  • 检测I1中元素的等价性,不等价就分割
move(5,a)  = 7 ∈ I1
move(5,b)  = 3 ∈ I4

move(6,a)  = 4 ∈ I5
move(6,b)  = 1 ∈ I2

move(7,a)  = 4 ∈ I5
move(7,b)  = 2 ∈ I2

可以发现,不是等价的,分割成{6,7}, {5}
所以现在分割成了:I2 = {1,2}, I4 = {3}, I5 = {4}, I6 = {5},I7 = {6,7} 
  • 检测后发现,不可再分割,所以最终分割结果就是:I2 = {1,2}, I4 = {3}, I5 = {4}, I6 = {5},I7 = {6,7}

  • 画转态转换图:从集合中选取一个代表就可以
    微信公众号:JavaWeb架构师

其它

课件下载:

关注下方微信公众号,
回复:
DFA化简.code

完整教程PDF版本下载

1. 实验内容 每一个正规集都可以由一个状态数少的DFA所识别,这个DFA是唯一的(不考虑同构的情况)。任意给定的一个DFA,根据以下算法设计一个C程序,将该DFA 化简为与之等价的DFA。 2. 实验设计分析 2.1 实验设计思路 根据实验指导书和书本上的相关知识,实现算法。 2.2 实验算法 (1)构造具有两个组的状态集合的初始划分I:接受状态组 F 和非接受状态组 Non-F。 (2)对I采用下面所述的过程来构造新的划分I-new. For I 中每个组G do Begin 当且仅当对任意输入符号a,状态s和读入a后转换到I的同一组中; /*坏情况下,一个状态就可能成为一个组*/ 用所有新形成的小组集代替I-new中的G; end (3)如果I-new=I,令I-final=I,再执行第(4)步,否则令I=I=new,重复步骤(2)。 (4)在划分I-final的每个状态组中选一个状态作为该组的代表。这些代表构成了化简后的DFA M'状态。令s是一个代表状态,而且假设:在DFA M中,输入为a时有从s到t转换。令t所在组的代表是r,那么在M’中有一个从s到r的转换,标记为a。令包含s0的状态组的代表是M’的开始状态,并令M’的接受状态是那些属于F的状态所在组的代表。注意,I-final的每个组或者仅含F中的状态,或者不含F中的状态。 (5)如果M’含有死状态(即一个对所有输入符号都有刀自身的转换的非接受状态d),则从M’中去掉它;删除从开始状态不可到达的状态;取消从任何其他状态到死状态的转换。 。。。。。。
评论 9
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值