构造正规式(0|1)*00的最简DFA
时间: 2023-05-30 07:01:59 浏览: 584
正规式 (0|1)*00 表示所有以 0 或 1 结尾的字符串,且最后两个字符为 0。构造最简 DFA 的步骤如下:
1. 确定状态集合:根据正规式中的字符集,可以确定 DFA 的状态集合为 {q0, q1, q2},其中 q0 表示当前字符串的最后一个字符为非 0 或 1,q1 表示当前字符串的最后一个字符为 0 或 1,且倒数第二个字符为 0,q2 表示当前字符串的最后两个字符为 00。
2. 确定初始状态:初始状态为 q0。
3. 确定接受状态:接受状态为 q2。
4. 确定转移函数:
对于状态 q0:
- 当输入字符为 0 时,转移到状态 q1。
- 当输入字符为 1 时,仍然保持在状态 q0。
对于状态 q1:
- 当输入字符为 0 时,转移到状态 q2。
- 当输入字符为 1 时,仍然保持在状态 q1。
对于状态 q2:
- 对于任何输入字符,仍然保持在状态 q2。
5. 最终得到的最简 DFA 如下图所示:
```
0 1
------ ------
| q1 | q0 |
| | |
| | |
|--------|-------|
| q2 | q2 |
| | |
| | |
|--------|-------|
```
其中,q0 是初始状态,q2 是接受状态。
相关问题
构造正规式1(0|1)*101相应的dfa
### 回答1:
首先,我们需要将正规式1(|1)*101转换成NFA。这个过程可以通过以下步骤完成:
1. 将正规式中的每个字符转换成一个状态,同时添加一个起始状态和一个接受状态。
2. 对于正规式中的每个“|”符号,添加一个新的起始状态和一个新的接受状态,并将前面的状态和后面的状态分别连接到这两个新状态。
3. 对于正规式中的每个“*”符号,添加一个新的起始状态和一个新的接受状态,并将前面的状态和后面的状态分别连接到这两个新状态。同时,将前面的状态和后面的状态之间添加一个空转移。
4. 对于正规式中的每个“.”符号,将前面的状态和后面的状态之间添加一个空转移。
5. 最后,将所有空转移转换成实际的转移。
通过以上步骤,我们可以得到如下的NFA:
![NFA](https://i.imgur.com/7ZzJYwK.png)
接下来,我们需要将NFA转换成DFA。这个过程可以通过以下步骤完成:
1. 将NFA的起始状态作为DFA的起始状态。
2. 对于每个DFA状态,找出所有可以通过空转移到达的NFA状态,并将它们合并成一个新的DFA状态。
3. 对于每个DFA状态和每个输入字符,找出所有可以通过该输入字符到达的NFA状态,并将它们合并成一个新的DFA状态。
4. 重复步骤2和步骤3,直到没有新的DFA状态可以添加为止。
通过以上步骤,我们可以得到如下的DFA:
![DFA](https://i.imgur.com/7ZzJYwK.png)
这个DFA共有5个状态,其中状态为起始状态,状态4为接受状态。对于输入字符和1,它们分别可以将DFA从状态转移到状态1和状态2;对于输入字符1,它可以将DFA从状态1转移到状态3;对于输入字符,它可以将DFA从状态2转移到状态3;对于输入字符1,它可以将DFA从状态3转移到状态4。因此,这个DFA可以接受所有以101结尾的字符串。
### 回答2:
首先,我们将正规式1(0|1)*101转化为NFA。这个NFA将有5个状态,记作q0,q1,q2,q3和q4,其中q0是起始状态,q4是接受状态。这个NFA的转换如下:
q0 --(0,ε)--> q1
q0 --(1,ε)--> q1
q1 --(0,ε)--> q2
q1 --(1,ε)--> q2
q2 --(1,ε)--> q3
q3 --(0,ε)--> q4
q3 --(1,ε)--> q4
接下来,我们需要将这个NFA转化为DFA。我们使用子集构造法来实现这个转换。首先,我们从NFA的起始状态q0开始,找到它的ε闭包,即包括q0状态的所有状态。由于q0既能接收0,也能接收1,因此我们需要在DFA中创建一个新状态q01,表示q0和q1的集合状态。我们也需要对这个状态进行转换,即从q01状态出发,如果输入0,我们需要确定它能够到达哪些NFA状态。由于q1状态也能接收0,因此我们需要将q2状态也考虑进去。从q2状态出发,我们可以通过输入1,到达q3和q4状态,因此这些状态也必须被考虑进去。对于输入1的情况,由于q1和q2都能接收1,因此我们需要在DFA中创建两个状态q12和q23,分别表示包含q1和q2的状态集合,以及包含q3和q4的状态集合。我们重复这个过程,直到所有状态都被考虑进去。最终得到的DFA如下:
0 1
-->q01-->{q12}
/ \
0 1
/ \
q1,q2 {q23}
\ /
1 0
\ /
-->q3,q4
在这个DFA中,q01是起始状态,{q3,q4}是接受状态。我们也可以使用DFA的状态转移表来表示这个DFA:
| 0 | 1
----+------+-------
->q01| q1,q2|{q12}
q1,q2| q2 |{q23}
{q12}| q1,q2|{q12}
{q23}|{q12} |q3,q4
q3,q4| q3,q4| q3,q4
因此,我们成功地构造了正规式1(0|1)*101相应的DFA,该DFA共有5个状态。
### 回答3:
首先,我们需要确定 DFA 的状态。因为正规式 1(0|1)*101 中有 3 个不同的字符,我们需要在 DFA 中为每个字符建立一个状态。因此,我们需要 4 个状态。假设我们用 Q1, Q2, Q3 和 Q4 表示这四个状态,其中 Q1 是起始状态,Q4 是结束状态。
接下来,我们需要确定每个状态的转移函数。对于每种输入字符,我们需要确定状态之间的转移关系。因此,对于 0 和 1,每个状态都有一个对应的转移。
对于状态 Q1:
- 当输入为 0 时,Q1 转移到 Q1
- 当输入为 1 时,Q1 转移到 Q2
对于状态 Q2:
- 当输入为 0 时,Q2 转移到 Q3
- 当输入为 1 时,Q2 转移到 Q2
对于状态 Q3:
- 当输入为 0 时,Q3 转移到 Q1
- 当输入为 1 时,Q3 转移到 Q4
对于状态 Q4,无论输入是什么字符,都应该停留在该状态。因为这是结束状态,表示我们已经匹配到了所需的模式,此时不应再有转移。
画出 DFA 图形如下所示:
![DFA](https://i.imgur.com/xRcJT02.png)
接下来,我们可以给 DFA 中的每个状态分配一个字母。对于我们的 DFA,我们可以使用 Q1、Q2、Q3 和 Q4 表示每个状态,但也可以使用其他字母、数字或符号。最后,我们需要将所有状态整合到一个状态转移矩阵中,以便我们可以在需要时轻松识别匹配到的模式。
| 状态 | 0 | 1 |
| ---- |--- |--- |
| Q1 | Q1 | Q2 |
| Q2 | Q3 | Q2 |
| Q3 | Q1 | Q4 |
| Q4 | Q4 | Q4 |
使用上述状态转移矩阵,我们可以在 O(n) 的时间内查找目标正规式 1(0|1)*101,其中 n 是输入字符串的长度。如果在转移函数中找到了无法进行下一步转移的状态,则可以确定该字符串无法匹配要求的正规式。在此之后,我们将在状态 Q4 中停留,表示我们已经找到了所需的模式,并且整个输入字符串都符合正规式。
构造正规式a*b*c*的DFA
构造正规式a*b*c*的DFA的步骤如下:
1. 确定状态集合:DFA的状态集合由正规式中的每个字符和空字符组成。对于正规式a*b*c*,状态集合为{q0, q1, q2, q3},其中q0为初始状态,q3为接受状态。
2. 确定初始状态:初始状态为q0。
3. 确定接受状态:接受状态为q3。
4. 确定转移函数:根据正规式中的字符和空字符,确定状态之间的转移关系。对于正规式a*b*c*,转移函数如下:
- 当在状态q0读入字符a时,转移到状态q1。
- 当在状态q1读入字符b时,转移到状态q2。
- 当在状态q2读入字符c时,转移到状态q3。
5. 绘制DFA图:根据上述步骤确定的状态集合、初始状态、接受状态和转移函数,绘制出DFA图如下:
```
a b c
→(q0) ————→ (q1) ————→ (q2) ————→ (q3)
```