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。
时间: 2024-06-04 17:09:57 浏览: 32
以下是一个简单的 Python 实现,可以根据用户输入的有限自动机状态转移矩阵以及初态、终态信息,生成有限自动机的状态转换图:
```python
import networkx as nx
import matplotlib.pyplot as plt
# 获取有限自动机的状态转移矩阵
def get_transition_matrix():
n = int(input("请输入有限自动机的状态数:"))
matrix = []
for i in range(n):
row = input("请输入第 {} 行状态转移信息(用空格分隔,-1表示无法到达):".format(i+1)).split()
matrix.append([int(x) for x in row])
return matrix
# 获取有限自动机的初态和终态信息
def get_start_end_states():
start_state = int(input("请输入有限自动机的初态:"))
end_states = input("请输入有限自动机的终态(用空格分隔):").split()
end_states = [int(x) for x in end_states]
return start_state, end_states
# 生成有限自动机的状态转换图
def generate_graph(transition_matrix, start_state, end_states):
G = nx.DiGraph()
n = len(transition_matrix)
# 添加节点
for i in range(n):
G.add_node(i)
# 添加边
for i in range(n):
for j in range(n):
if transition_matrix[i][j] != -1:
G.add_edge(i, transition_matrix[i][j])
# 设置初态和终态节点颜色
node_colors = []
for i in range(n):
if i == start_state:
node_colors.append('blue')
elif i in end_states:
node_colors.append('green')
else:
node_colors.append('red')
# 绘制状态转换图
pos = nx.circular_layout(G)
nx.draw_networkx_nodes(G, pos, node_color=node_colors, node_size=1000)
nx.draw_networkx_labels(G, pos, font_size=20, font_family='sans-serif')
nx.draw_networkx_edges(G, pos, arrows=True)
plt.axis('off')
plt.show()
# 主函数
def main():
transition_matrix = get_transition_matrix()
start_state, end_states = get_start_end_states()
generate_graph(transition_matrix, start_state, end_states)
if __name__ == '__main__':
main()
```
使用该程序,用户只需要按照提示输入有限自动机的状态转移矩阵以及初态、终态信息,即可生成对应的状态转换图。例如,以下是一个包含4个状态、3个终态的有限自动机的状态转移图:
![有限自动机状态转移图](https://i.loli.net/2021/06/02/9cSbXVuQv5fZP7k.png)
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