nfa确定化java实现

时间: 2023-11-18 09:06:43 浏览: 33
以下是一个简单的NFA确定化Java实现: ``` import java.util.*; public class NFA { private int numStates; private Set<Integer> acceptStates; private Map<Integer, Map<Character, Set<Integer>>> transitionTable; public NFA(int numStates) { this.numStates = numStates; this.acceptStates = new HashSet<>(); this.transitionTable = new HashMap<>(); } public void addTransition(int state, char symbol, int nextState) { Map<Character, Set<Integer>> transitions = transitionTable.getOrDefault(state, new HashMap<>()); Set<Integer> nextStates = transitions.getOrDefault(symbol, new HashSet<>()); nextStates.add(nextState); transitions.put(symbol, nextStates); transitionTable.put(state, transitions); } public void addAcceptState(int state) { acceptStates.add(state); } public DFA toDFA() { Map<Set<Integer>, Integer> stateMap = new HashMap<>(); int nextState = 0; Set<Integer> startState = epsilonClosure(Collections.singleton(0)); stateMap.put(startState, nextState); nextState++; Map<Integer, Map<Character, Integer>> dfaTransitionTable = new HashMap<>(); Set<Set<Integer>> unmarkedStates = new HashSet<>(); unmarkedStates.add(startState); while (!unmarkedStates.isEmpty()) { Set<Integer> currentDfaState = unmarkedStates.iterator().next(); unmarkedStates.remove(currentDfaState); for (char symbol : getAlphabet()) { Set<Integer> nextNfaState = new HashSet<>(); for (int state : currentDfaState) { Map<Character, Set<Integer>> transitions = transitionTable.getOrDefault(state, new HashMap<>()); Set<Integer> nextStates = transitions.getOrDefault(symbol, Collections.emptySet()); nextNfaState.addAll(epsilonClosure(nextStates)); } if (!nextNfaState.isEmpty()) { if (!stateMap.containsKey(nextNfaState)) { stateMap.put(nextNfaState, nextState); nextState++; unmarkedStates.add(nextNfaState); } int dfaNextState = stateMap.get(nextNfaState); Map<Character, Integer> transitions = dfaTransitionTable.getOrDefault(stateMap.get(currentDfaState), new HashMap<>()); transitions.put(symbol, dfaNextState); dfaTransitionTable.put(stateMap.get(currentDfaState), transitions); } } } Set<Integer> dfaAcceptStates = new HashSet<>(); for (Set<Integer> nfaAcceptState : acceptStates) { if (stateMap.containsKey(nfaAcceptState)) { dfaAcceptStates.add(stateMap.get(nfaAcceptState)); } } return new DFA(nextState, dfaAcceptStates, dfaTransitionTable); } private Set<Integer> epsilonClosure(Set<Integer> states) { Set<Integer> closure = new HashSet<>(states); Stack<Integer> stack = new Stack<>(); stack.addAll(states); while (!stack.isEmpty()) { int state = stack.pop(); Map<Character, Set<Integer>> transitions = transitionTable.getOrDefault(state, new HashMap<>()); Set<Integer> epsilonStates = transitions.getOrDefault(null, Collections.emptySet()); for (int epsilonState : epsilonStates) { if (!closure.contains(epsilonState)) { closure.add(epsilonState); stack.push(epsilonState); } } } return closure; } private Set<Character> getAlphabet() { Set<Character> alphabet = new HashSet<>(); for (Map<Character, Set<Integer>> transitions : transitionTable.values()) { alphabet.addAll(transitions.keySet()); } alphabet.remove(null); return alphabet; } } ``` 该类包含一个NFA的转换表和接受状态集合。它还包含一个方法,将NFA转换为DFA。在toDFA方法中,我们使用epsilon闭包算法来计算NFA的状态集合。然后,我们使用一个哈希表来将NFA状态集合映射到DFA状态。我们遍历DFA状态并为每个符号计算转换,然后将结果添加到DFA转换表中。最后,我们从NFA接受状态集合中计算DFA接受状态集合。 此实现有待改进,例如需要考虑带有ε转换的NFA,并且可以使用更高效的数据结构来表示状态和转换。

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