使用python编写完整可运行可以将正规式((ab)|b)(a|(ba)*)a转化成NFA的代码,并将NFA以文本的形式输出,并可以使用graphviz进行查看

时间: 2024-01-22 16:18:57 浏览: 20
好的,下面是代码: ```python from graphviz import Digraph class State: def __init__(self, label=None): self.label = label self.transitions = [] class NFA: def __init__(self, start, end): self.start = start self.end = end def to_dot(self): dot = Digraph(comment='NFA') dot.node(str(id(self.start)), shape='doublecircle') dot.node(str(id(self.end)), shape='circle') dot.edge(str(id(self.start)), str(id(self.end)), label='ε') for state in self.states(): for symbol, target in state.transitions: dot.edge(str(id(state)), str(id(target)), label=symbol) return dot def states(self): seen = set() queue = [self.start] while queue: state = queue.pop() if state in seen: continue seen.add(state) for symbol, target in state.transitions: queue.append(target) return seen def char(c): start = State() end = State() start.transitions.append((c, end)) return NFA(start, end) def concatenate(nfa1, nfa2): nfa1.end.transitions.append(('ε', nfa2.start)) return NFA(nfa1.start, nfa2.end) def union(nfa1, nfa2): start = State() end = State() start.transitions.append(('ε', nfa1.start)) start.transitions.append(('ε', nfa2.start)) nfa1.end.transitions.append(('ε', end)) nfa2.end.transitions.append(('ε', end)) return NFA(start, end) def kleene_star(nfa): start = State() end = State() start.transitions.append(('ε', nfa.start)) start.transitions.append(('ε', end)) nfa.end.transitions.append(('ε', nfa.start)) nfa.end.transitions.append(('ε', end)) return NFA(start, end) def postfix_to_nfa(postfix): stack = [] for c in postfix: if c == '.': nfa2 = stack.pop() nfa1 = stack.pop() stack.append(concatenate(nfa1, nfa2)) elif c == '|': nfa2 = stack.pop() nfa1 = stack.pop() stack.append(union(nfa1, nfa2)) elif c == '*': nfa = stack.pop() stack.append(kleene_star(nfa)) else: stack.append(char(c)) return stack.pop() def infix_to_postfix(infix): precedence = { '*': 3, '.': 2, '|': 1, } stack = [] postfix = [] for c in infix: if c == '(': stack.append(c) elif c == ')': while stack[-1] != '(': postfix.append(stack.pop()) stack.pop() elif c in precedence: while stack and stack[-1] != '(' and precedence[c] <= precedence[stack[-1]]: postfix.append(stack.pop()) stack.append(c) else: postfix.append(c) while stack: postfix.append(stack.pop()) return ''.join(postfix) def infix_to_nfa(infix): postfix = infix_to_postfix(infix) return postfix_to_nfa(postfix) infix = "(a(b)|b)(a|(ba)*)a" nfa = infix_to_nfa(infix) dot = nfa.to_dot() print(dot.source) dot.render('nfa', format='png', view=True) ``` 这段代码中,我们定义了 `State` 类来表示 NFA 中的一个状态,每个状态有一个标签,以及一组转移。`NFA` 类表示一个完整的 NFA,包含起始状态和终止状态。我们还实现了四个函数来将正则表达式转换成 NFA:`char` 将一个字符转换成一个只有两个状态的 NFA,`concatenate` 将两个 NFA 连接在一起,`union` 将两个 NFA 并起来,`kleene_star` 将一个 NFA 的 Kleene 闭包构造出来。 然后,我们实现了两个函数来将正则表达式转换成 NFA:`infix_to_postfix` 将中缀表达式转换成后缀表达式,`postfix_to_nfa` 将后缀表达式转换成 NFA。 最后,我们将得到的 NFA 转换成 DOT 语言格式,并使用 GraphViz 库绘制出图形。

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