自动机的确定化和最小化 设计要求: 1. 可以使用任何语言来完成,例如:Java、C++。 2. 文法中的空字符串统一使用@表示。 3. 以文件方式读取自动机。 4. 判断读取的自动机是确定的还是不确定的自动机。 5. 若是不确定的自动机,将自动机确定化。 6. 将确定化后的自动机最小化。

时间: 2024-03-23 16:36:04 浏览: 14
好的,我可以为您提供一个基于Python语言实现的自动机确定化和最小化的代码示例。以下是代码: ``` # 自动机类 class Automata: def __init__(self): self.states = [] # 状态集合 self.alphabet = [] # 字母表 self.transitions = {} # 转移函数 self.start_state = '' # 初始状态 self.final_states = [] # 终止状态 # 读取自动机文件 def read_file(self, file_path): with open(file_path, 'r') as f: lines = f.readlines() self.states = lines[0].strip().split(',') self.alphabet = lines[1].strip().split(',') self.transitions = dict() for line in lines[2:-2]: state, symbol, next_state = line.strip().split(',') if (state, symbol) not in self.transitions: self.transitions[(state, symbol)] = [next_state] else: self.transitions[(state, symbol)].append(next_state) self.start_state = lines[-2].strip() self.final_states = lines[-1].strip().split(',') # 判断自动机是否确定 def is_deterministic(self): for state in self.states: for symbol in self.alphabet: if (state, symbol) not in self.transitions: return False if len(self.transitions[(state, symbol)]) > 1: return False return True # 自动机确定化 def determinize(self): if self.is_deterministic(): return self else: new_states = [] new_transitions = {} new_final_states = [] unmarked_states = [] marked_states = [] new_start_state = tuple(sorted([self.start_state])) new_states.append(new_start_state) unmarked_states.append(new_start_state) while len(unmarked_states) > 0: current_state = unmarked_states.pop() marked_states.append(current_state) for symbol in self.alphabet: next_state = [] for state in current_state: if (state, symbol) in self.transitions: next_state += self.transitions[(state, symbol)] if len(next_state) > 0: next_state = tuple(sorted(list(set(next_state)))) if next_state not in new_states: new_states.append(next_state) unmarked_states.append(next_state) if (current_state, symbol) not in new_transitions: new_transitions[(current_state, symbol)] = [next_state] else: new_transitions[(current_state, symbol)].append(next_state) if set(current_state).intersection(set(self.final_states)): new_final_states.append(current_state) new_automata = Automata() new_automata.states = new_states new_automata.alphabet = self.alphabet new_automata.transitions = new_transitions new_automata.start_state = new_start_state new_automata.final_states = new_final_states return new_automata # 自动机最小化 def minimize(self): if self.is_deterministic(): new_automata = Automata() new_automata.states = self.states new_automata.alphabet = self.alphabet new_automata.transitions = self.transitions new_automata.start_state = self.start_state new_automata.final_states = self.final_states return new_automata else: dfa = self.determinize() partitions = [set(dfa.final_states), set(dfa.states) - set(dfa.final_states)] unmarked_partitions = [set(dfa.final_states)] marked_partitions = [set(dfa.states) - set(dfa.final_states)] while len(unmarked_partitions) > 0: current_partition = unmarked_partitions.pop() marked_partitions.append(current_partition) for symbol in dfa.alphabet: next_partitions = [] for partition in current_partition: next_partition = set() for state in partition: if (state, symbol) in dfa.transitions: next_partition.add(dfa.transitions[(state, symbol)][0]) else: next_partition.add(state) next_partitions.append(next_partition) for next_partition in next_partitions: if next_partition not in partitions: partitions.append(next_partition) unmarked_partitions.append(next_partition) new_states = [] new_transitions = {} new_final_states = [] for partition in partitions: new_states.append(tuple(sorted(list(partition)))) for state in new_states: for symbol in dfa.alphabet: next_state = tuple(sorted(list(set([s for p in state for s in partitions[partitions.index(p) + 1] if (p, symbol) in dfa.transitions]))))) if len(next_state) > 0: if (state, symbol) not in new_transitions: new_transitions[(state, symbol)] = [next_state] else: new_transitions[(state, symbol)].append(next_state) for state in new_states: if set([s for s in state for p in dfa.final_states if s in p]): new_final_states.append(state) new_automata = Automata() new_automata.states = new_states new_automata.alphabet = dfa.alphabet new_automata.transitions = new_transitions new_automata.start_state = tuple(sorted([dfa.start_state])) new_automata.final_states = new_final_states return new_automata ``` 这段代码实现了自动机类,并包含了读取自动机文件、判断自动机是否确定、自动机确定化、自动机最小化等方法。您可以使用该类,结合文件读取操作,来实现您的需求。

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