正则表达式到NFA/DFA转换的C++实现

"该资源是关于编译原理的期末课程设计，主要涉及正则表达式转化为非确定有限自动机（NFA）和确定有限自动机（DFA）的实现。项目采用C++11语言编写，使用Qt Creator或CLion作为集成开发环境，并结合Qt库和GraphViz进行图形化展示。开发平台主要为macOS，但未在Windows环境下测试。" 在这个课设中，开发者使用C++11进行编程，并选择了Qt Creator和CLion作为IDE，以及Qt库和GraphViz库来构建图形界面和可视化NFA与DFA。在macOS系统下，需确保已安装GraphViz，并根据实际安装路径调整代码中的dot常量。 在数据结构方面，正则表达式以字符串形式存储，分为运算符和标识符两部分。NFA和DFA的实现采用了图的数据结构。MyGraph类用于表示这些结构，其中包含开始状态（StartStatus）和结束状态（EndStatus），以及一个节点集合（mVexs）。对于NFA，节点集合是一维数组；而对于DFA，由于可能存在多个状态映射到同一个DFA节点，因此采用二维数组。MyGraph类还维护了一个二维矩阵（mMatrix）来表示节点间的边，边上的信息以字符向量（vector<char>）的形式存储，以容纳多条同向边。此外，还包括辅助变量mVexNum（节点数量）和mEdgeNum（边的数量）。 正则表达式转NFA的过程涉及到运算符的优先级问题。在这个课设中，运算符包括星号（*）、竖线（|）和连接符（&），以及括号（()）来控制运算优先级。为了编程实现，需要解决的一个关键挑战是如何正确处理运算符的优先级，例如在解析"a|b*"时，确保先处理*b再处理|。这里，开发者可能采用了McNaughton-Yamada-Thompson算法的变体，该算法通过对正则表达式的每个字符进行分析来构建NFA，同时考虑运算符的优先级。然而，原始算法并未详细描述如何处理优先级，因此在编程实现时需要额外的逻辑来确保运算符的正确处理。 课设的具体实现细节可能包括递归下降解析或使用栈来模拟运算符的优先级，从而构建出正确的NFA结构。NFA之后可以通过ε-闭包和并集操作转换为DFA，这一过程通常涉及到状态的合并和边的转移。最后，使用GraphViz将NFA和DFA可视化，帮助理解和验证转换的正确性。 这个课设涵盖了编译原理中的重要概念，包括正则表达式、NFA、DFA和它们之间的转换，同时也涉及到了实际编程中的数据结构和算法应用。通过这个项目，学生可以深入理解编译器构造的基础，并提高其在实际编程环境中解决问题的能力。