用python实现(1)输出给定的 DFA ;(2)画出状态转换图输出; (3)进行化简;(3)把化简后 DFA 输出到屏幕或文件,以状态转换图方式输出用户输入的有限自动机;写出完整代码

时间: 2024-02-29 19:52:38 浏览: 19
好的,下面是完整代码: ```python from collections import deque class DFA: def __init__(self, states, alphabet, transitions, start_state, accept_states): self.states = states self.alphabet = alphabet self.transitions = transitions self.start_state = start_state self.accept_states = accept_states def is_accept(self, string): current_state = self.start_state for c in string: current_state = self.transitions[current_state][c] return current_state in self.accept_states def draw(self, filename): with open(filename, 'w') as f: f.write('digraph {\n') f.write(' rankdir=LR;\n') f.write(' node [shape=circle];\n') for state in self.states: if state in self.accept_states: f.write(f' {state} [peripheries=2];\n') if state == self.start_state: f.write(f' {state} [style=filled, fillcolor=lightgrey];\n') for symbol in self.alphabet: next_state = self.transitions[state][symbol] f.write(f' {state} -> {next_state} [label="{symbol}"];\n') f.write('}\n') def minimize(self): # Step 1: Split states into two groups: accepting and non-accepting accepting_states = set(self.accept_states) nonaccepting_states = set(self.states) - accepting_states groups = [accepting_states, nonaccepting_states] # Step 2: Partition states into groups using BFS queue = deque([accepting_states, nonaccepting_states]) while queue: group = queue.popleft() for symbol in self.alphabet: next_groups = [] for state in group: next_state = self.transitions[state][symbol] for i, next_group in enumerate(groups): if next_state in next_group: break else: next_group = set() groups.append(next_group) queue.append(next_group) next_group.add(state) if len(next_groups) > 1: queue.append(next_groups[1]) groups.remove(next_groups[1]) partition = groups # Step 3: Merge equivalent states state_map = {} for i, group in enumerate(partition): for state in group: state_map[state] = i new_states = set(range(len(partition))) new_transitions = {} new_start_state = state_map[self.start_state] new_accept_states = set() for i, group in enumerate(partition): for state in group: if state in self.accept_states: new_accept_states.add(i) for symbol in self.alphabet: next_state = self.transitions[state][symbol] new_state = state_map[next_state] new_transitions.setdefault(i, {})[symbol] = new_state return DFA(new_states, self.alphabet, new_transitions, new_start_state, new_accept_states) # Example usage states = {0, 1, 2, 3} alphabet = {'a', 'b'} transitions = { 0: {'a': 1, 'b': 2}, 1: {'a': 1, 'b': 3}, 2: {'a': 1, 'b': 2}, 3: {'a': 3, 'b': 3}, } start_state = 0 accept_states = {1, 3} dfa = DFA(states, alphabet, transitions, start_state, accept_states) # Print DFA print('DFA:') print('States:', dfa.states) print('Alphabet:', dfa.alphabet) print('Transitions:', dfa.transitions) print('Start state:', dfa.start_state) print('Accept states:', dfa.accept_states) # Draw DFA dfa.draw('dfa.dot') # Minimize DFA min_dfa = dfa.minimize() # Print minimized DFA print('Minimized DFA:') print('States:', min_dfa.states) print('Alphabet:', min_dfa.alphabet) print('Transitions:', min_dfa.transitions) print('Start state:', min_dfa.start_state) print('Accept states:', min_dfa.accept_states) # Draw minimized DFA min_dfa.draw('min_dfa.dot') ``` 这个代码实现了以下几个功能: 1. 定义了一个 DFA 类,可以通过给定的参数创建一个 DFA 实例。 2. 实现了 `is_accept` 方法,可以判断一个字符串是否被 DFA 接受。 3. 实现了 `draw` 方法,可以将 DFA 以状态转换图的形式输出到文件中。 4. 实现了 `minimize` 方法,可以对 DFA 进行最小化处理。 这个代码的使用方法如下: 1. 定义 DFA 的状态、字母表、转换函数、起始状态和接受状态。 2. 创建 DFA 实例。 3. 可以使用 `is_accept` 方法来判断一个字符串是否被 DFA 接受。 4. 使用 `draw` 方法将 DFA 输出到文件中,可以使用 Graphviz 工具将文件转换为图片。 5. 使用 `minimize` 方法对 DFA 进行最小化处理。 希望这个代码能够帮到你!

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