编写一个可以将正规式:((ab)|b)(a|(ba)*)a转化为NFA图的python代码

时间: 2023-12-14 11:39:28 浏览: 32
以下是一个简单的Python代码实现,将给定的正则表达式转换为NFA图: ```python class State: def __init__(self, label=None, edges=None): self.label = label self.edges = edges or [] class NFA: def __init__(self, start=None, end=None): self.start = start or State() self.end = end or State() def connect(self, state1, state2): state1.edges.append((state2, None)) def match(self, string): current_states = self.follow_epsilon([self.start]) for s in string: next_states = [] for state in current_states: for edge in state.edges: if edge[1] == s: next_states.append(edge[0]) current_states = self.follow_epsilon(next_states) return self.end in current_states def follow_epsilon(self, states): seen = set(states) queue = list(states) while queue: state = queue.pop(0) for edge in state.edges: if edge[1] is None and edge[0] not in seen: seen.add(edge[0]) queue.append(edge[0]) return seen def regex_to_nfa(regex): nfa_stack = [] op_stack = [] for c in regex: if c == '(': op_stack.append(c) elif c == ')': while op_stack and op_stack[-1] != '(': op = op_stack.pop() if op == '|': nfa2 = nfa_stack.pop() nfa1 = nfa_stack.pop() start = State() end = State() start.edges.append((nfa1.start, None)) start.edges.append((nfa2.start, None)) nfa1.end.edges.append((end, None)) nfa2.end.edges.append((end, None)) nfa_stack.append(NFA(start, end)) elif op == '*': nfa = nfa_stack.pop() start = State() end = State() start.edges.append((nfa.start, None)) start.edges.append((end, None)) nfa.end.edges.append((nfa.start, None)) nfa.end.edges.append((end, None)) nfa_stack.append(NFA(start, end)) op_stack.pop() # Pop '(' elif c == '|': while op_stack and op_stack[-1] == '*': nfa = nfa_stack.pop() start = State() end = State() start.edges.append((nfa.start, None)) start.edges.append((end, None)) nfa.end.edges.append((nfa.start, None)) nfa.end.edges.append((end, None)) nfa = NFA(start, end) nfa_stack.append(nfa) op_stack.pop() op_stack.append(c) elif c == '*': nfa = nfa_stack.pop() start = State() end = State() start.edges.append((nfa.start, None)) start.edges.append((end, None)) nfa.end.edges.append((nfa.start, None)) nfa.end.edges.append((end, None)) nfa = NFA(start, end) nfa_stack.append(nfa) else: start = State() end = State() start.edges.append((end, c)) nfa_stack.append(NFA(start, end)) while op_stack: op = op_stack.pop() if op == '|': nfa2 = nfa_stack.pop() nfa1 = nfa_stack.pop() start = State() end = State() start.edges.append((nfa1.start, None)) start.edges.append((nfa2.start, None)) nfa1.end.edges.append((end, None)) nfa2.end.edges.append((end, None)) nfa_stack.append(NFA(start, end)) elif op == '*': nfa = nfa_stack.pop() start = State() end = State() start.edges.append((nfa.start, None)) start.edges.append((end, None)) nfa.end.edges.append((nfa.start, None)) nfa.end.edges.append((end, None)) nfa = NFA(start, end) nfa_stack.append(nfa) return nfa_stack.pop() # Test the regex_to_nfa function with the given input regex regex = '((ab)|b)(a|(ba)*)a' nfa = regex_to_nfa(regex) ``` 这个代码将给定的正则表达式转换为一个NFA图,并在 `nfa` 变量中返回。你可以根据需要使用它来匹配输入字符串,使用 `nfa.match(input_string)` 方法,该方法将返回一个布尔值,表示输入字符串是否与正则表达式匹配。

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