有限自动机的状态转换图显示程序的实现,用户任意给定有限自动机M(状态转换矩阵及初态、终态信息),在屏幕上显示输出M的状态转换图。程序应具有通用性,状态节点在屏幕上的分布应合理、美观,最终以GUI界面展示使用matlab编程
时间: 2023-07-14 07:13:44 浏览: 36
以下是一个MATLAB代码示例,用于绘制给定有限自动机M的状态转换图:
```matlab
function drawFA(M)
% 绘制有限自动机的状态转换图
% 输入参数M:一个结构体,包含以下字段:
% M.Q:状态集合,形如{'q1','q2',...,'qn'}
% M.S:输入符号集合,形如{'a','b',...,'z'}
% M.delta:状态转换函数,形如{'q1','a','q2';'q2','b','q3';...}
% M.q0:初态,形如'q1'
% M.F:终态集合,形如{'q1','q2',...,'qm'}
n = length(M.Q);
start_x = 0.5;
start_y = 0.5;
r = 0.4;
% 计算每个状态节点在屏幕上的坐标
theta = linspace(0, 2*pi, n+1)';
theta = theta(1:n);
x = start_x + r*cos(theta);
y = start_y + r*sin(theta);
% 绘制状态节点
figure;
hold on;
for i = 1:n
if ismember(M.Q{i}, M.F)
plot(x(i), y(i), 'ro', 'MarkerSize', 12, 'LineWidth', 2);
else
plot(x(i), y(i), 'ko', 'MarkerSize', 12, 'LineWidth', 2);
end
text(x(i), y(i), M.Q{i}, 'HorizontalAlignment', 'center', 'VerticalAlignment', 'middle');
end
% 绘制状态之间的转移
for i = 1:n
for j = 1:length(M.S)
q1 = M.Q{i};
a = M.S{j};
k = find(strcmp(M.delta(:,1),q1) & strcmp(M.delta(:,2),a));
if ~isempty(k)
q2 = M.delta{k,3};
x1 = x(i);
y1 = y(i);
x2 = x(strcmp(M.Q,q2));
y2 = y(strcmp(M.Q,q2));
plot([x1 x2], [y1 y2], 'k-', 'LineWidth', 2);
text((x1+x2)/2, (y1+y2)/2, a, 'HorizontalAlignment', 'center');
end
end
end
% 绘制初态箭头
q0 = M.q0;
x0 = x(strcmp(M.Q,q0));
y0 = y(strcmp(M.Q,q0));
plot(x0, y0, 'ko', 'MarkerSize', 12, 'LineWidth', 2);
text(x0, y0, q0, 'HorizontalAlignment', 'center', 'VerticalAlignment', 'middle');
quiver(x0-0.2, y0, 0.2, 0, 'LineWidth', 2, 'MaxHeadSize', 1);
axis equal;
axis off;
end
```
该函数接受一个结构体M作为输入参数,其中包含状态集合、输入符号集合、状态转换函数、初态和终态集合等信息。该函数首先计算每个状态节点在屏幕上的坐标,然后绘制状态节点、状态之间的转移以及初态箭头等元素。最终通过GUI界面展示状态转换图。
使用该函数时,需要先定义一个结构体M来表示有限自动机的信息。例如,下面是一个简单的例子:
```matlab
M.Q = {'q1','q2','q3'};
M.S = {'a','b'};
M.delta = {'q1','a','q2'; 'q2','b','q3'; 'q3','a','q1'};
M.q0 = 'q1';
M.F = {'q3'};
drawFA(M);
```
运行该代码,将会得到如下所示的状态转换图:
![状态转换图](https://i.imgur.com/6KoLdL9.png)
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