java实现dfa化简

时间: 2023-06-17 11:02:21 浏览: 169
DFA(确定有限状态自动机)的化简是将一个复杂的DFA转化为一个更简单的DFA,其实现过程主要有以下几个步骤: 1. 消除不可达状态:从起始状态出发,通过转移函数能够到达的状态称为可达状态,不能到达的状态称为不可达状态。将所有不可达状态删除。 2. 合并等价状态:将可以相互到达的状态合并为一个状态,使得新的DFA中状态数最少。通过等价关系划分算法,对状态进行分组,分组后的状态就是等价状态。 3. 构造化简后的DFA:根据等价状态分组的结果,构造化简后的DFA。 下面是Java实现DFA化简的示例代码: ```java import java.util.*; public class DFAMinimization { public static void main(String[] args) { int[][] transition = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5},{5,6},{6,7},{7,8},{8,9},{9,10},{10,11},{11,12},{12,13},{13,14},{14,15},{15,16},{16,17},{17,18},{18,19},{19,20},{20,21},{21,22},{22,23},{23,24},{24,25},{25,26},{26,27},{27,28},{28,29},{29,30},{30,31},{31,32},{32,33},{33,34},{34,35},{35,36},{36,37},{37,38},{38,39},{39,40},{40,41},{41,42},{42,43},{43,44},{44,45},{45,46},{46,47},{47,48},{48,49},{49,50},{50,51},{51,52},{52,53},{53,54},{54,55},{55,56},{56,57},{57,58},{58,59},{59,60},{60,61},{61,62},{62,63},{63,64},{64,65},{65,66},{66,67},{67,68},{68,69},{69,70},{70,71},{71,72},{72,73},{73,74},{74,75},{75,76},{76,77},{77,78},{78,79},{79,80},{80,81},{81,82},{82,83},{83,84},{84,85},{85,86},{86,87},{87,88},{88,89},{89,90},{90,91},{91,92},{92,93},{93,94},{94,95},{95,96},{96,97},{97,98},{98,99},{99,100},{100,100}}; int[] finalStates = {100}; DFAMinimization dfaMinimization = new DFAMinimization(); dfaMinimization.minimize(transition, finalStates); } public void minimize(int[][] transition, int[] finalStates) { int n = transition.length; int[][] partition = new int[2][n]; boolean[][] marked = new boolean[n][n]; for (int i = 0; i < n; i++) { partition[0][i] = i; for (int j = 0; j < n; j++) { marked[i][j] = finalStates[i] != finalStates[j]; } } boolean changed = true; while (changed) { changed = false; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = i+1; j < n; j++) { if (!marked[i][j]) { for (int k = 0; k < 2; k++) { int pi = partition[k][i]; int pj = partition[k][j]; if (pi != pj) { partition[k][i] = Math.min(pi, pj); partition[k][j] = Math.min(pi, pj); changed = true; } } } } } for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { marked[i][j] = false; } } for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = i+1; j < n; j++) { if (!marked[i][j]) { for (int x = 0; x < 2; x++) { for (int y = 0; y < 2; y++) { int pi = partition[x][i]; int pj = partition[y][j]; if (!marked[pi][pj]) { for (int k = 0; k < n; k++) { int pk = transition[k][i]; int pl = transition[k][j]; if (marked[pk][pl]) { marked[pi][pj] = true; changed = true; break; } } } } } } } } } int[] map = new int[n]; Arrays.fill(map, -1); int count = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (map[i] == -1) { map[i] = count++; for (int j = i+1; j < n; j++) { if (!marked[i][j]) { map[j] = map[i]; } } } } int[][] newTransition = new int[n][]; int[] newFinalStates = new int[count]; int newCount = 0; for (int i = 0; i < count; i++) { boolean isFinal = false; for (int j = 0; j < n; j++) { if (map[j] == i) { if (finalStates[j] != -1) { isFinal = true; } if (newTransition[i] == null) { newTransition[i] = new int[n]; } for (int k = 0; k < n; k++) { newTransition[i][k] = map[transition[k][j]]; } } } if (isFinal) { newFinalStates[newCount++] = i; } } newFinalStates = Arrays.copyOf(newFinalStates, newCount); System.out.println(Arrays.deepToString(newTransition)); System.out.println(Arrays.toString(newFinalStates)); } } ``` 以上代码实现了DFA的化简,其中transition数组表示状态转移矩阵,finalStates数组表示终止状态集合。具体实现过程中,使用等价关系划分算法对状态进行分组,最终得到化简后的DFA状态转移矩阵和终止状态集合。
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