实验三 有限自动机的构造与识别

Posted 2020-08-22

一、实验目标
  
1、掌握有穷状态自动机的概念；  
2、掌握有穷状态自动机的存储及表示方法；
3、掌握有穷状态自动机与正则式之间的关系。
 
二、实验要求
  
1、输入正规式； 

2、构造该正规式的有穷状态自动机；

3. 以五元组形式输出。

三、算法

参见教材

 

练习：

2  (a|b)^*abb

2  l(l|d)^*

2  1(1010^*|1(010)^*1)^*0

 

四、完成算法设计、编码和调试工作，完成实验报告。

#include <string.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main()

{

  char p[30][30];

//存放文法

  char q[30][30];

  int line=0;

  int n;

  int i,j;

  int count=0;

  int k,t=0;

  int flag=0;

  int l,m=0; 

  char VN[30] = {‘\0‘};

  //存放非终结符号

  char VT[30] = {‘\0‘};

  //存放终结符号

  printf("\t请输入规则个数："); 

  scanf("%d",&n);

  line = n;

for(i = 0; i < 30; i++)//给字符串数组p、q全部赋值为‘\0‘

  for(j=0;j<30;j++){p[i][j]=‘\0‘;q[i][j]=‘\0‘;}

printf("\t请输入文法:\n");

for(i = 0; i < line; i++)  {printf("\t");scanf("\t%s",p[i]);}

//把字符分为终结符号合非终结符号

l=0;m=0;

for(i = 0;i < line; i++)

{

for(j = 0;j < 30&&(p[i][j] != ‘\0‘);j++)  

{

// 非终结符号放入数组VN中

  if((p[i][j]<=‘z‘ && p[i][j]>=‘a‘)||(p[i][j]<=‘9‘ && p[i][j]>=‘0‘))  

{

    flag = 0;

    for(t=0; VN[t] != ‘\0‘;t++){if(VN[t] == p[i][j]){flag = 1;break;}}

    if(flag == 0){VN[l] = p[i][j];l++;}

}

// 终结符号放入数组VT中

if(p[i][j]<=‘Z‘ && p[i][j]>=‘A‘)

{

   flag = 0;

   for(t = 0; t<30&&(VT[t] != ‘\0‘); t++){if(VT[t] == p[i][j]){flag = 1;break;}}

   if(flag==0){VT[m] = p[i][j];m++;}

}

  

}

//把规则右部分分离放入数组q中

count = 0;

k =0;

for(i = 0;i < line;i++)

{

for(j = 4;j < 30 && (p[i][j] != ‘\0‘);j++)

{

  if((p[i][j]<=‘z‘ && p[i][j]>=‘a‘)||(p[i][j]<=‘Z‘ && p[i][j]>=‘A‘)||(p[i][j]<=‘9‘&& p[i][j]>=‘0‘)){q[count][k] = p[i][j];k++;}

  else{count++;k =0;}

}

count++;k=0;

}

//判断是确定的还是非确定的有穷状态自动并进行前半部分打印

//判断依据：q数组中每一行字符串是否相同

flag = 0;

for(i=0;i<count;i++)

{

for(j=i+1;j<count;j++)

{

if(strcmp(q[i],q[j])==0){flag=1;break;}

if(flag==0){VT[m]=p[i][j];m++;}

}

}

}

// 把规则右部分分离放入数组 q 中

count=0;

k=0;

for(i=0;i<line;i++)

{

for(j=4;j<30&&(p[i][j]!=‘\0‘);j++) 

{

  if((p[i][j]<=‘z‘&&p[i][j]>=‘a‘)||(p[i][j]<=‘Z‘&&p[i][j]>=‘A‘)||(p[i][j]<=‘9‘ &&p[i][j]>=‘0‘)){q[count][k]=p[i][j];k++;}

  else{count++;k=0;}

}

count++;k=0;

}

// 判断是确定的还是非确定的有穷状态自动机并进行前半部分打印

// 判断依据q 数组中每一行字符串是否相同

flag=0;

for(i=0;i<count;i++)

{

for(j=i+1;j<count;j++)

{

  if(strcmp(q[i],q[j])==0) {flag=1;break;}

}

}

  if(flag==1){printf("\t是非确定的有穷状态自动机，即 NFA\n\n");

  printf("\t构造的有穷状态自动机为： \n");

  printf("\tNFA  N= （ K ，∑， M ， {S} ， {Z} ） \n");}

  else{printf("\t是确定的有穷状态自动机，即 DFA\n\n\n");

  printf("\t构造的有穷状态自动机为： \n");

  printf("\tDFA  D= （ K ，∑， M ， {S} ， {Z} ） \n");}

  printf("\t其中:\n\tK={S");

  for(i=0;i<30&&(VT[i]!=‘\0‘);i++){printf(" ， %c",VT[i]);}

  printf("}\n");printf("\t∑ ={");

for(i=0;i<30&&(VN[i]!=‘\0‘);i++){printf("%c  ",VN[i]);}

printf("}\n");k=0;count=0;

for(i=0;i<line;i++)

{

    j=4;while(p[i][j]!=‘\0‘)

{

  if(k<4){q[count][k]=p[i][k];k++;}

else

{

  if((p[i][j]<=‘z‘ && p[i][j]>=‘a‘)||(p[i][j]<=‘Z‘ && p[i][j]>=‘A‘)||(p[i][j]<=‘9‘&&p[i][j]>=‘0‘)){q[count][k]=p[i][j];k++;j++;}

  if(p[i][j]==‘|‘){count++;k=0;j++;}

}

}

count++;k=0;

}

printf("\n");printf("\tM:\n");l=0;

while(VN[l]!=‘\0‘)

{

printf("\tM(S,%c)={",VN[l]);

for(i=0;i<30;i++)

{

for(j=4;j<30&&(q[i][j]!=‘\0‘);j++)

{

if(VN[l]==q[i][j]&&(q[i][j+1]==‘\0‘)&&(q[i][j-1]==‘=‘))

printf("%c",q[i][0]);

}

}

printf("}\t");l++;

}

printf("\n");

l=0;

k=0;

while(VT[k]!=‘\0‘)

{

    l=0;

while(VN[l]!=‘\0‘) 

{

    printf("\tM(%c,%c)={",VT[k],VN[l]);

for(i=0;i<30;i++)

{

for(j=4;j<30&&(q[i][j]!=‘\0‘);j++)

{

if(VT[k]==q[i][j]&&VN[l]==q[i][j+1])

printf("%c",q[i][0]);

}

}

printf("}\t");l++;

}

k++;printf("\n");

}

system("pause");

  

}