DFA状态转换表的实现C语言完整代码

在C语言中，实现DFA（确定有限自动机）状态转换表的关键在于维护状态集和转移函数。这里以简单的子集构造法为例，假设我们有一个NFA（非确定有限自动机），我们可以逐步构建其对应的DFA。下面是一个基本的C语言代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义状态和字符的结构体
typedef struct {
    char state[MAX_NUM]; // 存储当前状态集
    char next_state[MAX_NUM][ALPHABET_SIZE]; // 转移矩阵
} DFAState;

// 帮助函数，用于合并两个状态集
void merge_states(DFAState *dfa, DFAState *states, size_t state1, size_t state2) {
    for (int i = 0; i < ALPHABET_SIZE; ++i) {
        if (states[state1].state[i] == 1 && states[state2].state[i] == 1)
            dfa->next_state[state1][i] = 1;
    }
}

// 根据输入字符从当前状态集转移到新的状态集
void transition(DFAState *dfa, char input_char, DFAState *nfa_states) {
    for (size_t i = 0; i < MAX_NUM; ++i) {
        if (memcmp(dfa->state, nfa_states[i].state, sizeof(char)*MAX_NUM) == 0) {
            memcpy(dfa->next_state, nfa_states[i].next_state, sizeof(char)*MAX_NUM*ALPHABET_SIZE);
            return;
        }
    }
    printf("Error: No matching state found.\n"); // 处理未找到匹配状态的情况
}

// 主函数，从NFA开始构造DFA
void construct_DFA(DFAState *dfa, DFAState *nfa_states) {
    // 初始化DFA为空
    memset(dfa->state, 0, sizeof(char)*MAX_NUM);
    dfa->next_state[0][EPSILON] = 1; // 添加初始状态的ε转移

    while (true) {
        bool done = true;
        for (size_t i = 0; i < MAX_NUM; ++i) {
            if (!dfa->state[i]) continue; // 如果状态集为空，跳过
            for (size_t j = 0; j < MAX_NUM; ++j) {
                if (nfa_states[j].state[0] == 1) { // 如果有新的状态加入
                    done = false;
                    merge_states(dfa, nfa_states, i, j);
                }
            }
        }

        if (done) break; // 如果没有新的状态组合，结束循环

        // 更新状态集
        for (size_t i = 0; i < MAX_NUM; ++i) {
            if (dfa->state[i])
                transition(dfa, EPSILON, nfa_states); // ε转移
        }
    }
}

// 测试用例
int main() {
    // 假设已有的NFA转换表和状态集...
    DFAState nfa_states[MAX_NUM];
    // ...省略初始化和填充过程...

    DFAState dfa;
    construct_DFA(&dfa, nfa_states);

    // 使用构造好的DFA进行模式匹配
    // ...省略匹配逻辑...

    return 0;
}

这段代码展示了基本的DFA构建过程，实际应用中可能需要根据具体的NFA结构和状态集调整细节。注意，这个例子仅适用于有限状态集和字符集大小。