如何根据正规式构造DFA
时间: 2023-05-29 13:02:34 浏览: 136
要根据正则表达式构造DFA,可以按照以下步骤进行:
1.根据正则表达式,使用 Thompson 构造法或者转换法,构造 NFA。
2.将 NFA 转换为 DFA。
3.最小化 DFA,以得到最小的 DFA。
下面以正则表达式 (a|b)*abb 为例来说明具体方法:
1.使用 Thompson 构造法,先将正则表达式转换为 NFA。将正则表达式进行分解,可以得到以下三个子表达式:
(a|b)*
a
b
根据 Thompson 构造法的规则,首先构造 (a|b)* 的 NFA。将 a 和 b 分别作为两个状态,中间添加一个空串转移,然后再添加一个状态作为接受状态。将这个可以匹配 a 或 b 的子表达式构造为一个 NFA,如下图所示。
接下来,构造子表达式 a 和 b 的 NFA。将 a 和 b 分别作为两个状态,中间添加一个标记为 a 或 b 的转移,然后再添加一个状态作为接受状态。将这两个只能匹配 a 或 b 的子表达式构造为两个 NFA,如下图所示。
2.将构造得到的 NFA 转换为 DFA。
将 NFA 转换为 DFA 的过程分为以下几步:
1)从 NFA 的起始状态集合开始,通过 ε-闭包操作得到该起始状态集合的 ε-闭包;
2)接着,对该 ε-闭包中的每个状态,针对每个输入符号做状态转换操作,并将新的状态加入到 DFA 中;
3)用新状态集合取代原状态集合,持续执行 1)和 2),直到无法继续搜索。
根据这个方法,对于 (a|b)*abb,我们可以求出如下的 DFA 图形:
3.最小化 DFA
DFA 已经构造完成,但可能仍不是最小的 DFA。下面使用等价类划分算法对此 DFA 进行最小化。
首先,将状态分为两组:接受状态和非接受状态。每个状态都属于其中一个组。
接下来,对每个非接受状态和每个接受状态分别进行划分。具体方法如下:
1)选取一个状态作为代表元素。
2)对其他状态进行分类:
如果该状态到达的状态集合属于同一组,则将该状态归入该组;
否则,将该状态归入另一组。
重复上述过程,直到无法再进行划分。最终得到的划分就是达到了最小化。最后,将得到的最小化 DFA 重新画图,得到如下的 DFA 图形:
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