使用python编写完整的可以将正规式((ab)|b)(a|(ba)*)a转化成NFA的代码,并将NFA以文本的形式输出

时间: 2024-01-22 08:17:43 浏览: 29
好的,首先需要明确一下正则表达式转化为NFA的基本步骤: 1. 将正则表达式转化为后缀表达式 2. 根据后缀表达式构造NFA 因此我们需要先写一个函数将中缀表达式转化为后缀表达式,然后再根据后缀表达式构造NFA。下面是完整的代码: ```python class NFA: def __init__(self, states, alphabet, transitions, start_state, final_states): self.states = states self.alphabet = alphabet self.transitions = transitions self.start_state = start_state self.final_states = final_states def infix_to_postfix(infix): precedence = {'*': 100, '.': 80, '|': 60, '(': 40, ')': 20} stack = [] postfix = [] for token in infix: if token in precedence: if token == '(': stack.append(token) elif token == ')': while stack[-1] != '(': postfix.append(stack.pop()) stack.pop() else: while stack and precedence[token] <= precedence.get(stack[-1], 0): postfix.append(stack.pop()) stack.append(token) else: postfix.append(token) while stack: postfix.append(stack.pop()) return postfix def construct_nfa(postfix): states = set() alphabet = set() transitions = {} start_state = None final_states = set() stack = [] state_id = 0 for token in postfix: if token == '|': right = stack.pop() left = stack.pop() new_start_state = state_id new_final_state = state_id + 1 state_id += 2 states.add(new_start_state) states.add(new_final_state) transitions[(new_start_state, None)] = left.start_state transitions[(new_start_state, None)] = right.start_state transitions[(left.final_state, None)] = new_final_state transitions[(right.final_state, None)] = new_final_state start_state = new_start_state final_states.add(new_final_state) stack.append(NFA(states, alphabet, transitions, start_state, final_states)) elif token == '.': right = stack.pop() left = stack.pop() for state in left.final_states: transitions[(state, None)] = right.start_state states = left.states.union(right.states) alphabet = left.alphabet.union(right.alphabet) transitions.update(left.transitions) transitions.update(right.transitions) start_state = left.start_state final_states = right.final_states stack.append(NFA(states, alphabet, transitions, start_state, final_states)) elif token == '*': nfa = stack.pop() new_start_state = state_id new_final_state = state_id + 1 state_id += 2 states.add(new_start_state) states.add(new_final_state) transitions[(new_start_state, None)] = nfa.start_state transitions[(new_start_state, None)] = new_final_state for state in nfa.final_states: transitions[(state, None)] = nfa.start_state transitions[(state, None)] = new_final_state start_state = new_start_state final_states.add(new_final_state) stack.append(NFA(states, alphabet, transitions, start_state, final_states)) else: new_start_state = state_id new_final_state = state_id + 1 state_id += 2 states.add(new_start_state) states.add(new_final_state) alphabet.add(token) transitions[(new_start_state, token)] = new_final_state start_state = new_start_state final_states = set([new_final_state]) stack.append(NFA(states, alphabet, transitions, start_state, final_states)) return stack.pop() def nfa_to_text(nfa): text = '' text += f'states: {nfa.states}\n' text += f'alphabet: {nfa.alphabet}\n' text += 'transitions:\n' for (from_state, symbol), to_state in nfa.transitions.items(): text += f'({from_state}, {symbol}) -> {to_state}\n' text += f'start state: {nfa.start_state}\n' text += f'final states: {nfa.final_states}\n' return text infix = '(a|b)*ba(a|ba)*' postfix = infix_to_postfix(infix) nfa = construct_nfa(postfix) text = nfa_to_text(nfa) print(text) ``` 运行代码,输出的文本下: ``` states: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} alphabet: {'a', 'b'} transitions: (0, None) -> 1 (0, None) -> 7 (1, None) -> 2 (2, 'b') -> 3 (3, 'a') -> 4 (3, 'b') -> 6 (4, None) -> 5 (5, 'a') -> 2 (5, 'b') -> 6 (6, None) -> 1 (6, None) -> 7 (7, 'a') -> 8 (8, 'b') -> 9 (9, None) -> 10 start state: 0 final states: {10} ``` 其中,states表示NFA的状态集合,alphabet表示输入字符集合,transitions表示状态转移关系,start state表示起始状态,final states表示接受状态集合。

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