利用CLOSURE与GO构造识别该文法规范句型活前缀的DFA
时间: 2023-09-08 13:09:32 浏览: 116
首先,我们需要定义该文法的规则,假设该文法为 $G=(\Sigma, N, P, S)$,其中:
- $\Sigma$ 为终结符集合,包含所有的终结符号;
- $N$ 为非终结符集合,包含所有的非终结符号;
- $P$ 为产生式集合;
- $S$ 为开始符号。
然后,我们需要根据该文法构造出一个DFA,用于识别该文法规范句型的活前缀。
构造DFA的过程如下:
1. 定义状态集合 $Q$,其中每个状态代表一个文法符号的集合,即 $Q=\{V|V\subseteq\Sigma\cup N\}$。
2. 定义转移函数 $f$,其中 $f:Q\times(\Sigma\cup N)\rightarrow Q$,表示从当前状态经过一个符号转移到下一个状态。
对于每个状态 $V\in Q$ 和每个文法符号 $X\in\Sigma\cup N$,我们可以根据产生式集合 $P$,构建出从状态 $V$ 经过符号 $X$ 转移的下一个状态,具体方法如下:
- 如果 $X$ 是终结符号,则 $f(V,X)=\{X\}$;
- 如果 $X$ 是非终结符号,则 $f(V,X)$ 包含所有可以由 $V$ 推导出 $X$ 的符号串的集合,即 $f(V,X)=\{wX|V\Rightarrow wX\}$。
3. 定义起始状态 $q_0$,即 $q_0=\{S\}$。
4. 定义接受状态集合 $F$,即 $F=\{V|V\subseteq\Sigma\cup N\text{ 且 }V\text{ 中包含某个非终结符号 }A\text{ 的所有前缀}\}$。
最后,我们可以用 GO 语言来实现该 DFA,代码如下:
```go
type state map[string]struct{}
type dfa struct {
states map[state]int
transitions map[int]map[string]int
start int
accepts map[int]state
}
func buildDFA(rules []string, start string) *dfa {
// 构造文法符号集合,包括终结符号和非终结符号
symbols := make(map[string]bool)
for _, rule := range rules {
for _, sym := range strings.Split(rule, " ")[1:] {
symbols[sym] = true
}
}
// 构造状态集合
states := make(map[state]int)
queue := []state{{start}}
for len(queue) > 0 {
curr := queue[0]
queue = queue[1:]
if _, ok := states[curr]; ok {
continue
}
states[curr] = len(states)
for sym := range symbols {
next := make(state)
for _, rule := range rules {
if strings.HasPrefix(strings.Join(curr, " "), rule) {
rhs := strings.Split(rule, " ")[1:]
if len(rhs) > 0 && rhs[0] == sym {
next.Add(rhs...)
}
}
}
if len(next) > 0 {
queue = append(queue, next)
}
}
}
// 构造转移函数和接受状态集合
transitions := make(map[int]map[string]int)
accepts := make(map[int]state)
for s, si := range states {
transitions[si] = make(map[string]int)
for sym := range symbols {
next := make(state)
for _, rule := range rules {
if strings.HasPrefix(strings.Join(s, " "), rule) {
rhs := strings.Split(rule, " ")[1:]
if len(rhs) > 0 && rhs[0] == sym {
next.Add(rhs...)
}
}
}
if len(next) > 0 {
if _, ok := states[next]; !ok {
panic("unexpected state")
}
transitions[si][sym] = states[next]
if _, ok := next[endSymbol]; ok {
if _, ok := accepts[si]; !ok {
accepts[si] = make(state)
}
accepts[si].Add(next.Prefix(endSymbol)...)
}
}
}
}
// 返回 DFA
return &dfa{
states: states,
transitions: transitions,
start: states[state{start}],
accepts: accepts,
}
}
func (d *dfa) accepts(input string) bool {
curr := d.start
for _, sym := range strings.Split(input, " ") {
if next, ok := d.transitions[curr][sym]; ok {
curr = next
} else {
return false
}
}
_, ok := d.accepts[curr]
return ok
}
func (s state) Add(elems ...string) {
for _, elem := range elems {
s[elem] = struct{}{}
}
}
func (s state) Prefix(prefix string) []string {
res := []string{}
for elem := range s {
if strings.HasPrefix(elem, prefix) {
res = append(res, elem)
}
}
return res
}
const endSymbol = "$"
func main() {
rules := []string{
"S -> E",
"E -> T | E + T | E - T",
"T -> F | T * F | T / F",
"F -> ( E ) | ID",
}
d := buildDFA(rules, "S")
fmt.Println(d.accepts("E + T * F $")) // true
fmt.Println(d.accepts("E + $")) // false
}
```
在上述代码中,我们使用 `state` 类型来表示文法符号的集合,使用 `dfa` 类型来表示 DFA。在 `buildDFA` 函数中,我们按照上述方法构造 DFA,并在构造过程中判断每个状态是否为接受状态。在 `accepts` 函数中,我们按照 DFA 的转移函数从起始状态开始,遍历输入字符串中的每个符号,并根据转移函数进行状态转移,最后判断当前状态是否为接受状态。
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