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qt编程
时间: 2023-07-14 13:14:12 浏览: 121
以下是一个基本的实现思路:
1. 创建Qt窗口应用程序,包含一个主窗口和一个状态转换图窗口。
2. 在主窗口中添加一个输入框,用户可以在其中输入有限自动机的状态转换矩阵及初态、终态信息。
3. 当用户点击“显示状态转换图”按钮时,程序将解析用户输入的矩阵,并在状态转换图窗口中绘制状态节点和状态之间的转换边。
4. 状态节点应该被合理地分布在屏幕上,以使图形看起来美观。
5. 最后,程序应该为每个终态状态添加标记,以便用户可以轻松看到它们。
以下是可能的实现步骤:
1. 在Qt Creator中创建一个新的Qt Widgets应用程序项目。
2. 在主窗口中添加一个QLineEdit控件和一个QPushButton控件。
3. 在状态转换图窗口中添加一个QGraphicsView控件。
4. 创建一个名为parseMatrix的函数,用于解析用户输入的状态转换矩阵。
5. 创建一个名为drawGraph的函数,用于在状态转换图窗口中绘制状态节点和状态之间的转换边。
6. 在QPushButton的clicked信号中连接parseMatrix函数和drawGraph函数,以便在用户点击“显示状态转换图”按钮时执行这些函数。
7. 在状态转换图窗口中实现绘图逻辑,包括状态节点的布局和转换边的绘制。
8. 最后,为每个终态状态添加标记。
以下是可能的代码实现:
```c++
// 主窗口的头文件 MainWindow.h
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H
#include <QMainWindow>
class QLineEdit;
class MainWindow : public QMainWindow
{
Q_OBJECT
public:
MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
private slots:
void showGraph();
private:
QLineEdit *matrixInput;
};
#endif // MAINWINDOW_H
// 主窗口的源文件 MainWindow.cpp
#include "MainWindow.h"
#include <QLineEdit>
#include <QPushButton>
#include <QHBoxLayout>
#include "GraphWindow.h"
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
: QMainWindow(parent)
{
matrixInput = new QLineEdit(this);
QPushButton *btn = new QPushButton("显示状态转换图", this);
connect(btn, &QPushButton::clicked, this, &MainWindow::showGraph);
QHBoxLayout *layout = new QHBoxLayout;
layout->addWidget(matrixInput);
layout->addWidget(btn);
QWidget *centralWidget = new QWidget(this);
centralWidget->setLayout(layout);
setCentralWidget(centralWidget);
}
void MainWindow::showGraph()
{
QString matrixString = matrixInput->text();
// 调用parseMatrix函数解析输入的状态转换矩阵
// 调用drawGraph函数绘制状态转换图
}
// 状态转换图窗口的头文件 GraphWindow.h
#ifndef GRAPHWINDOW_H
#define GRAPHWINDOW_H
#include <QGraphicsView>
class GraphWindow : public QGraphicsView
{
public:
GraphWindow(QWidget *parent = nullptr);
void drawGraph(const QVector<QVector<int>> &matrix, int initialState, const QVector<int> &finalStates);
private:
QGraphicsScene *scene;
};
#endif // GRAPHWINDOW_H
// 状态转换图窗口的源文件 GraphWindow.cpp
#include "GraphWindow.h"
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsEllipseItem>
#include <QGraphicsSimpleTextItem>
#include <QPainter>
GraphWindow::GraphWindow(QWidget *parent)
: QGraphicsView(parent)
{
scene = new QGraphicsScene(this);
setScene(scene);
}
void GraphWindow::drawGraph(const QVector<QVector<int>> &matrix, int initialState, const QVector<int> &finalStates)
{
// 清空场景
scene->clear();
// 计算状态节点的布局
int nodeRadius = 20;
int nodeSpacing = 50;
int nodeOffset = 50;
QMap<int, QPointF> nodePositions;
for (int i = 0; i < matrix.size(); i++) {
int x = nodeOffset + i * (nodeRadius * 2 + nodeSpacing);
int y = nodeOffset;
nodePositions[i] = QPointF(x, y);
}
// 绘制状态节点
QMap<int, QGraphicsEllipseItem *> nodes;
for (int state : matrix[0]) {
int x = nodePositions[state].x() - nodeRadius;
int y = nodePositions[state].y() - nodeRadius;
QGraphicsEllipseItem *node = new QGraphicsEllipseItem(QRectF(x, y, nodeRadius * 2, nodeRadius * 2));
nodes[state] = node;
scene->addItem(node);
}
// 绘制状态转换边
for (int i = 1; i < matrix.size(); i++) {
for (int j = 0; j < matrix[i].size(); j++) {
if (matrix[i][j] != -1) {
QPointF start = nodePositions[matrix[i-1][j]];
QPointF end = nodePositions[matrix[i][j]];
QLineF line(start, end);
QGraphicsLineItem *edge = new QGraphicsLineItem(line);
scene->addItem(edge);
}
}
}
// 添加初态标记
QGraphicsSimpleTextItem *initialStateText = new QGraphicsSimpleTextItem("初态");
initialStateText->setPos(nodePositions[initialState].x() - 20, nodePositions[initialState].y() + nodeRadius);
scene->addItem(initialStateText);
// 添加终态标记
for (int state : finalStates) {
QGraphicsSimpleTextItem *finalStateText = new QGraphicsSimpleTextItem("终态");
finalStateText->setPos(nodePositions[state].x() - 20, nodePositions[state].y() - nodeRadius - 20);
scene->addItem(finalStateText);
}
// 调整视图大小和位置
fitInView(scene->itemsBoundingRect(), Qt::KeepAspectRatio);
centerOn(scene->itemsBoundingRect().center());
}
```
这是一个基本的实现,可能需要根据具体需求进行调整。
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