用c++实现输入任意给定的DFA,化简,并以状态转换图方式输出的完整代码

时间: 2024-02-19 18:58:16 浏览: 33
以下是用C++实现输入任意给定的DFA,化简并以状态转换图方式输出的完整代码: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <map> #include <queue> #include <algorithm> using namespace std; // DFA状态节点类 class StateNode { public: int id; // 状态编号 bool is_final; // 是否为终止状态 map<char, int> trans; // 状态转移表 StateNode(int _id, bool _is_final) { id = _id; is_final = _is_final; } }; // 输入DFA void input_DFA(vector<StateNode>& states, int& start_state) { int n, m; cin >> n >> m >> start_state; states.resize(n); for (int i = 0; i < n; i++) { bool is_final; cin >> is_final; states[i] = StateNode(i, is_final); } for (int i = 0; i < m; i++) { int from, to; char c; cin >> from >> c >> to; states[from].trans[c] = to; } } // 将DFA化简为最小DFA void minimize_DFA(vector<StateNode>& states, int start_state) { // 计算等价类 vector<vector<int>> equivalence_classes(states.size()); for (int i = 0; i < states.size(); i++) { equivalence_classes[states[i].is_final ? 1 : 0].push_back(i); } bool changed = true; while (changed) { changed = false; for (int i = 0; i < equivalence_classes.size(); i++) { for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++) { map<int, vector<int>> m; for (int j : equivalence_classes[i]) { int to = states[j].trans[c]; m[to].push_back(j); } vector<vector<int>> new_classes; for (auto& p : m) { new_classes.push_back(p.second); } if (new_classes.size() > 1) { changed = true; vector<int>& old_class = equivalence_classes[i]; for (int& j : old_class) { bool found = false; for (int k = 0; k < new_classes.size(); k++) { if (find(new_classes[k].begin(), new_classes[k].end(), j) != new_classes[k].end()) { states[j].trans[c] = k; if (!found) { old_class = new_classes[k]; found = true; } else { equivalence_classes.push_back(new_classes[k]); } } } } } } } } // 构造最小DFA vector<StateNode> new_states(equivalence_classes.size()); for (int i = 0; i < new_states.size(); i++) { bool is_final = false; for (int j : equivalence_classes[i]) { if (states[j].is_final) { is_final = true; break; } } new_states[i] = StateNode(i, is_final); } for (int i = 0; i < new_states.size(); i++) { for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++) { int from = equivalence_classes[i][0]; int to = states[from].trans[c]; int to_class = 0; for (int j = 0; j < equivalence_classes.size(); j++) { if (find(equivalence_classes[j].begin(), equivalence_classes[j].end(), to) != equivalence_classes[j].end()) { to_class = j; break; } } new_states[i].trans[c] = to_class; } } states = new_states; start_state = equivalence_classes[start_state][0]; } // 输出状态转换图 void output_transition_graph(const vector<StateNode>& states, int start_state) { cout << "digraph DFA {" << endl; for (const StateNode& node : states) { cout << " " << node.id << " ["; if (node.is_final) { cout << "shape=doublecircle"; } else { cout << "shape=circle"; } cout << "]" << endl; } for (const StateNode& node : states) { for (auto& p : node.trans) { cout << " " << node.id << " -> " << p.second << " [label=\"" << p.first << "\"]" << endl; } } cout << " start [shape=none,label=\"\",width=0,height=0]" << endl; cout << " start -> " << start_state << endl; cout << "}" << endl; } int main() { vector<StateNode> states; int start_state; input_DFA(states, start_state); minimize_DFA(states, start_state); output_transition_graph(states, start_state); return 0; } ``` 使用方法:将上述代码保存至minimize_DFA.cpp文件中,然后在命令行中使用如下命令编译并运行程序: ``` g++ minimize_DFA.cpp -o minimize_DFA && ./minimize_DFA < input.txt > output.dot && dot -Tpng output.dot -o output.png ``` 其中,input.txt为输入文件,output.png为输出的状态转换图文件。如果需要输出为其他格式的图像,只需将上述命令中的-T参数改为对应的格式即可。

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