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 11:06:22 浏览: 162
构造与正规式abca等价的DFA答与此正规.pptx
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
```
阅读全文