Java实现NFA转DFA

实现NFA转DFA的一种常见方法是使用子集构造法。该方法基本思路是将NFA的状态集合按照某种方式映射到DFA的状态集合，然后对于NFA中的每个状态和输入字符，计算出在DFA中对应的状态和转移字符，最终得到一个DFA。

以下是Java代码实现NFA转DFA的基本思路：

import java.util.*;

public class NFAToDFA {

    public static void main(String[] args) {
        // NFA的状态转移表
        Map<Integer, Map<Character, Set<Integer>>> nfaTransTable = new HashMap<>();
        // DFA的状态转移表
        Map<Set<Integer>, Map<Character, Set<Integer>>> dfaTransTable = new HashMap<>();
        // NFA的终止状态集合
        Set<Integer> nfaFinalStates = new HashSet<>();
        // DFA的终止状态集合
        Set<Set<Integer>> dfaFinalStates = new HashSet<>();
        // NFA的初始状态
        int nfaStartState = 0;
        // DFA的初始状态
        Set<Integer> dfaStartState = epsilonClosure(nfaStartState, nfaTransTable);

        // 计算NFA的终止状态集合
        // ...

        // 计算DFA的状态转移表和终止状态集合
        Queue<Set<Integer>> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(dfaStartState);
        while (!queue.isEmpty()) {
            Set<Integer> stateSet = queue.poll();
            for (char c : getAllChars(nfaTransTable)) {
                Set<Integer> nextStateSet = new HashSet<>();
                for (int state : stateSet) {
                    Map<Character, Set<Integer>> transMap = nfaTransTable.get(state);
                    if (transMap != null) {
                        Set<Integer> nextStateSetForChar = transMap.get(c);
                        if (nextStateSetForChar != null) {
                            nextStateSet.addAll(nextStateSetForChar);
                        }
                    }
                }
                if (!nextStateSet.isEmpty()) {
                    Set<Integer> dfaStateSet = epsilonClosure(nextStateSet, nfaTransTable);
                    Map<Character, Set<Integer>> dfaTransMap = dfaTransTable.computeIfAbsent(stateSet, k -> new HashMap<>());
                    dfaTransMap.put(c, dfaStateSet);
                    if (!dfaTransTable.containsKey(dfaStateSet)) {
                        queue.add(dfaStateSet);
                        if (!Collections.disjoint(dfaStateSet, nfaFinalStates)) {
                            dfaFinalStates.add(dfaStateSet);
                        }
                    }
                }
            }
        }

        // 输出DFA的状态转移表和终止状态集合
        // ...
    }

    // 计算某个状态的ε闭包
    private static Set<Integer> epsilonClosure(int state, Map<Integer, Map<Character, Set<Integer>>> transTable) {
        Set<Integer> closure = new HashSet<>();
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.push(state);
        while (!stack.isEmpty()) {
            int currentState = stack.pop();
            closure.add(currentState);
            Map<Character, Set<Integer>> transMap = transTable.get(currentState);
            if (transMap != null) {
                Set<Integer> nextStateSetForEpsilon = transMap.get('\0');
                if (nextStateSetForEpsilon != null) {
                    for (int nextState : nextStateSetForEpsilon) {
                        if (!closure.contains(nextState)) {
                            stack.push(nextState);
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return closure;
    }

    // 计算某个状态集合的ε闭包
    private static Set<Integer> epsilonClosure(Set<Integer> stateSet, Map<Integer, Map<Character, Set<Integer>>> transTable) {
        Set<Integer> closure = new HashSet<>();
        for (int state : stateSet) {
            closure.addAll(epsilonClosure(state, transTable));
        }
        return closure;
    }

    // 获取NFA中所有可能的输入字符
    private static Set<Character> getAllChars(Map<Integer, Map<Character, Set<Integer>>> transTable) {
        Set<Character> charSet = new HashSet<>();
        for (Map<Character, Set<Integer>> transMap : transTable.values()) {
            charSet.addAll(transMap.keySet());
        }
        return charSet;
    }

}

需要注意的是，该代码需要根据实际情况进行修改，比如需要根据具体的输入字符集合调整`getAllChars`方法。此外，该代码中使用了Java 8的Lambda表达式，如果您使用的是较早版本的Java，需要将其中的Lambda表达式改为匿名内部类或单独定义接口的实现类。