c语言编程nfa确定化,c语言编程nfa确定化.docx

NFA 确定化为 DFA

1．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(l)和转换函数 Move(l,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,工,S ,s0,F ),输出一个接收同一语言的

DFA M=(S',工,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：

若 s€ I，贝U s€& _Closure(I);

若 s €& _Closure(I) 且 S (s,& )=s '而 s' ? & _Closure(I) ，贝U 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 S (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。

⑵ 令I是NFA N的状态集S的一个子集，a€X ,转换函数 Move(l,a)定义为：

Move(l,a)= & _Closure(J)

其中，J={s '|s € I 且3 (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_Co nstructi on

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(输入字母表工元素个数x最大状态数)，

Tran s[i][a]=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：

States[O].set= & _Closure({N 的初态})

States[O].flg=FALSE

Nstates=1

i=0

S= ①

Trans初始化为无状态'-'

while(States[i] 的 flg 为 FALSE){

States[i].flg=TRUE;

for(每个输入符号a€S ){

S= e _Closure(Move(States[i].set,a));

if(S非空)

if(States中没有set域等于S的状态){

States[Nstates].set=S;

States[Nstates].flg=FALSE;

Tran s[i][a]= Nstates++;

}

else

Trans[i][a]= 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, 加以完善。

4.实验程序；

#in clude

#in clude

#defi ne MAXS 100

using n amespace std;

string NODE; // 结点集合

string CHANGE; //终结符集合

int N; 〃NFA边数

struct edge{

stri ng first;

stri ng cha nge;

stri ng last;

};

struct cha n{

stri ng ltab;

stri ng jihe[MAXS];

};

void kon g(i nt a)

{

int i;

for(i=0;i

cout?'';

}

//排序

void paixu(stri ng