编译原理实验报告
实验名称
不确定有穷自动机的确定化
实验时间_____
2014 年 4 月 10 日_______
院
系_______管理信息工程学院_______
班
级_______11 计算机科学与技术____
学
号______201101020109____________
姓
名________姜高__________________
1、 、 实验目的 不确定有穷自动机的确定化
2、 、 实验原理 用子集构造算法构造子集加入子集族中直到收敛（所有构造的子集都已存在于子集族）为止。如原来不确定有穷自动机的五元组形式为：M=（K，&，F，S，Z），其中 K 为状态集，&为字母表，F为转换函数，S 为初始态，Z 为终态集。用子集族S 代替 K，新的转换函数 D 代替 F，形成新的五元组 M=（S，&，D，S，Z）即将原不确定有穷自动机转换为确定有穷自动机。
3、 、 实验内容 （1）
闭包计算：closure(I) （2）
转换函数：move(I,a)
4、 、 伪 伪 代码
假定构造的子集族为 S=（T1，T2。。。。。。），
K 为状态集：
（1）
开始，令 closure(K0)为 S 中唯一成员，并且未被标记 （2）
WHILE（C 中存在尚未被标记的子集 T）
DO { 标记 T; For 每输入字母 a
DO { U:=closure(move(T,a)); If U 不在 S 中
then 将 U 作为未被标记的子集加在 S 中
} }
5. 代码实现 #include<iostream>
#include<string>
#define MAXS 100
using namespace std;
string NODE; //结点集合
string CHANGE; //终结符集合
int N; //NFA 边数
struct edge{
string first;
string change;
string last;
};
struct chan{
string ltab;
string jihe[MAXS];
};
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.length();i++)
if(NODE.find(a[i])>NODE.find(a[i+1]))
{
b=a[i];
a[i]=a[i+1];
a[i+1]=b;
}
}
void eclouse(char c,string &he,edge b[])
{
int k;
for(k=0;k<N;k++)
{
if(c==b[k].first[0])
if(b[k].change=="*")
{
if(he.find(b[k].last)>he.length())
he+=b[k].last;
eclouse(b[k].last[0],he,b);
}
}
}
void move(chan &he,int m,edge b[])
{
int i,j,k,l;
k=he.ltab.length();
l=he.jihe[m].length();
for(i=0;i<k;i++)
for(j=0;j<N;j++)
if((CHANGE[m]==b[j].change[0])&&(he.ltab[i]==b[j].first[0]))
if(he.jihe[m].find(b[j].last[0])>he.jihe[m].length())
he.jihe[m]+=b[j].last[0];
for(i=0;i<l;i++)
for(j=0;j<N;j++)
if((CHANGE[m]==b[j].change[0])&&(he.jihe[m][i]==b[j].first[0]))
if(he.jihe[m].find(b[j].last[0])>he.jihe[m].length())
he.jihe[m]+=b[j].last[0];
}
//输出
void outputfa(int len,int h,chan *t)
{
int i,j,m;
cout<<" I ";
for(i=0;i<len;i++)
cout<<"I"<<CHANGE[i]<<" ";
cout<<endl<<"-------------------------"<<endl;
for(i=0;i<h;i++)
{
cout<<" "<<t[i].ltab;
m=t[i].ltab.length();
for(j=0;j<len;j++)
{
kong(8-m);
m=t[i].jihe[j].length();
cout<<t[i].jihe[j];
}
cout<<endl;
}
}
void main()
{
edge *b=new edge[MAXS];
int i,j,k,m,n,h,x,y,len;
bool flag;
string jh[MAXS],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;i<MAXS;i++)
{
cin>>b[i].first;
if(b[i].first=="#") break;
cin>>b[i].change>>b[i].last;
}
N=i;
/*for(j=0;j<N;j++)
cout<<b[j].first<<b[j].change<<b[j].last<<endl;*/
for(i=0;i<N;i++)
{
if(NODE.find(b[i].first)>NODE.length())
NODE+=b[i].first;
if(NODE.find(b[i].last)>NODE.length())
NODE+=b[i].last;
if((CHANGE.find(b[i].change)>CHANGE.length())&&(b[i].change!="*"))
CHANGE+=b[i].change;
}
len=CHANGE.length();
cout<<"结点中属于终态的是："<<endl;
cin>>endnode;
for(i=0;i<endnode.length();i++)
if(NODE.find(endnode[i])>NODE.length())
{
cout<<"所输终态不在集合中，错误！"<<endl;
return;
}
//cout<<"endnode="<<endnode<<endl;
chan *t=new chan[MAXS];
t[0].ltab=b[0].first;
h=1;
eclouse(b[0].first[0],t[0].ltab,b); //求 e-clouse
//cout<<t[0].ltab<<endl;
for(i=0;i<h;i++)
{
for(j=0;j<t[i].ltab.length();j++)
for(m=0;m<len;m++)
eclouse(t[i].ltab[j],t[i].jihe[m],b); //求 e-clouse
for(k=0;k<len;k++)
{
//cout<<t[i].jihe[k]<<"->";
move(t[i],k,b); //求 move(I,a)
//cout<<t[i].jihe[k]<<endl;
for(j=0;j<t[i].jihe[k].length();j++)
eclouse(t[i].jihe[k][j],t[i].jihe[k],b); //求 e-clouse
}
for(j=0;j<len;j++)
{
paixu(t[i].jihe[j]); //对集合排序以便比较
for(k=0;k<h;k++)
{
flag=operator==(t[k].ltab,t[i].jihe[j]);
if(flag)
break;
}
if(!flag&&t[i].jihe[j].length())
t[h++].ltab=t[i].jihe[j];
}
}
cout<<endl<<"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 string[h];
NODE.erase();
cout<<endl<<"重命名："<<endl;
for(i=0;i<h;i++)
{
sta=t[i].ltab;
t[i].ltab.erase();
t[i].ltab="A"+i;
NODE+=t[i].ltab;
cout<<"{"<<sta<<"}="<<t[i].ltab<<endl;
for(j=0;j<endnode.length();j++)
if(sta.find(endnode[j])<sta.length())
d[1]=ednode+=t[i].ltab;
for(k=0;k<h;k++)
for(m=0;m<len;m++)
if(sta==t[k].jihe[m])
t[k].jihe[m]=t[i].ltab;
}
for(i=0;i<NODE.length();i++)
if(ednode.find(NODE[i])>ednode.length())
d[0]+=NODE[i];
endnode=ednode;
cout<<endl<<"DFA 如下："<<endl;
outputfa(len,h,t); //输出 DFA
cout<<"其中终态为："<<endnode<<endl;
//DFA 最小化
m=2;
sta.erase();
flag=0;
for(i=0;i<m;i++)
{
//cout<<"d["<<i<<"]="<<d[i]<<endl;
for(k=0;k<len;k++)
{
//cout<<"I"<<CHANGE[k]<<endl;
y=m;
for(j=0;j<d[i].length();j++)
{
for(n=0;n<y;n++)
{
if(d[n].find(t[NODE.find(d[i][j])].jihe[k])<d[n].length()||t[NODE.find(d[i][j])].jihe[k].length()==0 )
{
if(t[NODE.find(d[i][j])].jihe[k].length()==0)
x=m;
else
x=n;
if(!sta.length())
{
sta+=x+48;
}
else
if(sta[0]!=x+48)
{
d[m]+=d[i][j];
flag=1;
d[i].erase(j,1);
//cout<<d[i]<<endl;
j--;
}
break; //跳出 n
}
}//n
}//j
if(flag)
{
m++;
flag=0;
}
//cout<<"sta="<<sta<<endl;
sta.erase();
}//k
}//i
cout<<endl<<"集合划分：";
for(i=0;i<m;i++)
cout<<"{"<<d[i]<<"} ";
cout<<endl;
//状态重新命名
chan *md=new chan[m];
NODE.erase();
cout<<endl<<"重命名："<<endl;
for(i=0;i<m;i++)
{
md[i].ltab="A"+i;
NODE+=md[i].ltab;
cout<<"{"<<d[i]<<"}="<<md[i].ltab<<endl;
}
for(i=0;i<m;i++)
for(k=0;k<len;k++)
for(j=0;j<h;j++)
{
if(d[i][0]==t[j].ltab[0])
{
for(n=0;n<m;n++)
{
if(!t[j].jihe[k].length())
break;
else
if(d[n].find(t[j].jihe[k])<d[n].length())
{
md[i].jihe[k]=md[n].ltab;
break;
}
}
break;
}
}
ednode.erase();
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<endnode.length();j++)
if(d[i].find(endnode[j])<d[i].length()&&ednode.find(md[i].ltab))
ednode+=md[i].ltab;
endnode=ednode;
cout<<endl<<"最小化 DFA 如下："<<endl;
outputfa(len,m,md);
cout<<"其中终态为："<<endnode<<endl;
}