子集构造法

实验报告

编译原理

课程名称

子集构造法

题目

信息与控制工程学院

院（系）

专业班级

姓名

学号

叶娜

指导教师

2017年 4 月 30 日

目录

一、实验目的 (2)

二、实验要求、内容 (2)

三、实验设备 (2)

四、实验原理及步骤 (2)

五、程序源代码 (4)

六、存在的问题及体会 (5)

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一、实验目的

掌握将非确定有限自动机确定化的方法和过程

二、实验要求、内容

实验要求：

1.输入一个NFA，输出一个接受同一正规集的DFA

2.采用C++语言，实现该算法

3.编制测试程序

4.调试程序

实验步骤：

1. NFA关系图

2. 通过一个转换算法将NFA转换为DFA

3. 显示DFA关系图

三、实验设备

开发系统：Windows 10

开发工具：Visual Studio 2013

四、实验原理及步骤

1、NFA与DFA之间的联系

将NFA转换成等价的DFA的基本思想是让DFA的每一个状态对应NFA的一组状态，也就是说让DFA使用它的状态去记录在NFA读入一个输入符号后可能达到的所有状态，在读入输入符号之后，DFA处在a1a2......an那样一个状态，

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该状态表示这个NFA的状态的一个子集T，T是从NFA的开始状态沿着某个标记为a1a2......an可以达到的那些状态构成的。

2、 DFA的化简

得到新的DFA之后，并没有完成任务，因为通过NFA转化成DFA不一定是最简单的，即有多余的状态可以删除，即NFA转换成DFA之后，还需要化简，确定化。化简DFA的基本思想是将它的状态分成一些互不相交的子集，每一个子集中的状态都不是等价的，不同子集中的状态可以由某个输入串来区别，最后将不能区别的每个子集用一个状态来做代表，具体方法如下：

（1）将M的所有状态分成两个子集，即终态集和非终态集；

（2）考察每一个子集，若发现某子集中的状态不等价，将其划分为两个集合；

（3）重复第（2）步，继续考察一得到的每一个子集，直到没有任何一个子集需要继续划分为止。此时DFA的状态被分为若干个互不相交的子集；

（4）从每个子集中选出一个状态做代表即可得到最简的DFA。

3、流程图

总模块

NFA图结构状态转换表DFA图结构

初始化状态转换矩阵

状态转换操作

图3-1程序总框图

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开始

输入NFA，初

始化NFA

初步转化为DFA

重命名化简

结束

图4-2 功能图

五、程序源代码

部分代码：

void child_method()

{

int m,n;

for(m=0;m<100;m++)

for(n=0;n<100;n++)

Dtran[m][n]='#';

for(m=0;m<100;m++)

DFA[m].flag=-1;

State S0,U;

S0.flag=0;

S0.count=1;

S0.H[0]=first;

State T;

T=closure(S0);

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T.mark=0;

T.flag=0;

DFA[numof_Dtran++]=T;

memset(useof_DFA,0,sizeof(useof_DFA));

int j=check_inDFA();

int k;

while(j!=-1)

{

useof_DFA[j]=1;

for(k=0;k

{

U=closure(move(DFA[j],alpha[k]));

//if U不在DFA中

if(!check_whetherin_DFA(U))

{ U.mark=numof_Dtran;

DFA[numof_Dtran++]=U;

}

Dtran[DFA[j].mark][U.mark]=alpha[k];

}

j=check_inDFA();

}

}

六、存在的问题及体会

虽然在此之前学习了很多的编程语言，但是对于编程还不是那么熟练。对于此次的编译原理实验，要求用子集构造法来求NFA转换为DFA的算法实现，由于在课上对于本节的知识点掌握的也只是表面，因而要用算法来实现对于我来说还是有些困难。对于此次的程序首先需要实现NFA转换为DFA，其次就是NFA 的确定化。这两方面的实现都是有些难度，起初对于程序的实现毫无头绪，之后

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在同学与老师的讲解下有了相应的了解，然后再在网上查阅相关资料以及相关程序算法的博客，向同学请教，解读别人的算法，加深自己的理解。经过长时间的调试之后，该程序终于得以成功实现。

经过此次的实验，更加加深了我对子集构造法NFA转换DFA相关算法的理解，也更加深刻地认识到上机实践的重要作用，同时使我对编译原理课程的进一步理解，理论与实践结合对于软件开发学习的重要性。

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