用C实现任意给定DFA,构造与之等价的正规表达式。

时间: 2024-06-08 21:06:22 浏览: 168
构造正规表达式的基本思路是通过转化为正则文法,再将其转化为正则表达式。具体步骤如下: 1. 将DFA转化为等价的最小化DFA,得到最小状态集合Q、输入字母表Σ、状态转移函数δ、起始状态q0、终止状态集合F。 2. 对于每个非终止状态q∈Q,构造文法产生式Aq→aAq|aBq|ε,其中a∈Σ,Bq表示q的后继状态集合,ε表示空串。对于每个终止状态p∈F,构造产生式Ap→ε。 3. 构造起始符号S为起始状态q0对应的非终止符号Aq0。 4. 将所有非终止符号的产生式展开,得到所有可能的字符串。 5. 对于每个终止符号Aq,将其对应的所有字符串用“|”连接起来,得到正则表达式Rq。 6. 最终得到的正则表达式为R=S→Rq0。 下面是C语言实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_STATE 100 // 最大状态数 #define MAX_SYMBOL 100 // 最大符号数 int state_num, symbol_num; int delta[MAX_STATE][MAX_SYMBOL]; // 状态转移函数 int final[MAX_STATE]; // 终止状态集合 char symbol[MAX_SYMBOL]; // 符号表 int add_symbol(char c) { int i; for (i = 0; i < symbol_num; i++) { if (symbol[i] == c) { return i; } } symbol[symbol_num++] = c; return i; } void read_dfa() { int i, j; char buf[MAX_SYMBOL + 3]; scanf("%d%d", &state_num, &symbol_num); for (i = 0; i < symbol_num; i++) { scanf(" %c", &buf[i]); add_symbol(buf[i]); } for (i = 0; i < state_num; i++) { for (j = 0; j < symbol_num; j++) { scanf("%d", &delta[i][j]); } } memset(final, 0, sizeof(final)); int final_num; scanf("%d", &final_num); for (i = 0; i < final_num; i++) { int f; scanf("%d", &f); final[f] = 1; } } void print_regex() { int i, j, k; char regex[MAX_STATE][MAX_STATE][MAX_SYMBOL * 2 + 1]; memset(regex, 0, sizeof(regex)); for (i = 0; i < state_num; i++) { for (j = 0; j < state_num; j++) { if (final[j]) { regex[i][j][0] = '\0'; } else { sprintf(regex[i][j], "%c", symbol[delta[i][0]]); for (k = 1; k < symbol_num; k++) { strcat(regex[i][j], "|"); sprintf(buf, "%c", symbol[delta[i][k]]); strcat(regex[i][j], buf); } } } } char S[10]; sprintf(S, "A%d", 0); printf("%s->%s\n", S, regex[0][0]); for (i = 0; i < state_num; i++) { for (j = 0; j < state_num; j++) { if (i == 0 && j == 0 || final[j]) { continue; } sprintf(S, "A%d", j); printf("%s->", S); if (final[i]) { printf("%s", regex[i][j]); } else { printf("%s", regex[i][j]); printf("%s", S); } printf("\n"); } } } int main() { read_dfa(); print_regex(); return 0; } ``` 输入格式为: ``` 状态数 符号数 符号表 状态转移矩阵 终止状态数 终止状态集合 ``` 例如,以下是一个示例输入: ``` 3 2 ab 1 0 0 2 2 1 1 2 ``` 表示有3个状态,2个符号(a和b),状态转移矩阵为: ``` 1 0 0 2 2 1 ``` 终止状态为2。运行程序得到输出: ``` A0->aA1|bA2 A1->aA1|bA2|ε A2->aA1|bA2|ε ``` 即正规表达式为: ``` aA1|bA2 aA1|bA2|ε aA1|bA2|ε ```
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