非确定有限自动机的确定化
第二章+(4)非确定有限自动机NFA
{4,5,7,6,2} *
{3,8}
{9}
{9,3,8} *
{9}
{9} *
{9,3,8}
输入字
状态
{1,12} {4,5,72,6,2}*
{33,8} {9,43,8}*
{95} *
a
{4,5,27,6,2}
{59} {95}
b
{33,8} {9,43,8}
a
1
b
b
2
3
4a
5
a
例2:将如下的NFA转化为DFA
例: _CLOSURE({1})={1,2}
5ε
6
b
a
ε
1ε 2
b
ε
a
3
8
9
a
b
ε
4
7
㈡ 状态集I的a转换
若I={S1, … , Sm }是NFA的状态集的一个子集(状态 子集),a, 则定义: Ia = _CLOSURE(J )
其中:
J = f (S1,a) f (S2,a)… f(Sm,a)
定义1’ 对DFA中的两个状态q1和q2 ,如果将它们 看作是初始状态,所接受的符号串相同,则定义 q1和q2是等价的。
注意: DFA的终止状态和非终止状态不是等价的。
无关状态 从有限自动机的初始状态开始,任何输入序列都 不能到达的那些状态称为无关状态。
最小的DFA(化简了的DFA) 如果DFA M 没有无关状态,也没有彼此等价的 状态,则称DFA M 是最小的(或规约的)。
复习
一.确定有限自动机 确定有限自动机M为一个五元组:
M = ( S , , s0 ,f ,Z ),其中: S:是一个有穷状态集,它的每个元素称为一个状态; :是一个有穷字母表,它的每个元素称为一个输入
编译原理课后习题答案(清华大学_张素琴)复习例题
编译原理复习例题(有些内容没有覆盖,比如优化、SLR(1)、LR(1)、LALR(1)等。
但要求至少要按照作业题的范围复习。
)一选择题1.编译的各阶段工作都涉及。
[A]词法分析[B]表格管理 [C]语法分析 [D]语义分析2.型文法也称为正规文法。
[A] 0 [B] 1 [C] 2 [D] 33.文法不是LL(1)的。
[A]递归 [B]右递归 [C]2型 [D]含有公共左因子的4.文法E→E+E|E*E|i的句子i*i+i*i有棵不同的语法树。
[A] 1 [B] 3 [C] 5 [D] 75.文法 S→aaS|abc 定义的语言是。
[A]{a2k bc|k>0} [B]{a k bc|k>0}[C]{a2k-1bc|k>0} [D]{a k a k bc|k>0}6.若B为非终结符,则 A→α.Bβ为。
[A]移进项目 [B]归约项目 [C]接受项目 [D]待约项目7.同心集合并可能会产生新的冲突。
[A]二义 [B]移进/移进 [C]移进/归约 [D]归约/归约8.代码优化时所依据的是。
[A]语法规则 [B]词法规则[C]等价变换规则 [D]语义规则9.表达式a-(-b)*c的逆波兰表示(@为单目减)为。
[A]a-b@c* [B]ab@c*- [C]ab@- [D]ab@c-*10.过程的DISPLAY表是用于存取过程的。
[A]非局部变量[B]嵌套层次 [C]返回地址 [D]入口地址二填空题1.词法分析阶段的任务式从左到右扫描字符流,从而逐个识别一个个的单词。
2.对于文法G[E]:E→T|E+T T→F|T*F F→P^F|P P→(E)|i,句型T+T*F+i的句柄是。
3.最右推导的逆过程称为规范归约,也称为最左归约。
4.符号表的每一项是由名字栏和两个栏目组成。
在目标代码生成阶段,符号表是的依据。
三判断题(认为正确的填“T”,错的填“F”)【】1.同心集的合并有可能产生“归约/归约”冲突。
非确定有限自动机的确定化分析
课程设计报告课程:编译原理学号:姓名:班级:教师:时间:2014.5--2014.6.20计算机科学与技术系图4.4-1 NFA-DFA处理流程图2.NFA转换为DFA的原理及过程通过以下例子说明:①假如输入的NFA如图4.4-2所示:图4.4-2 NFA状态转换图②对于图4.2-2中的状态转换图的状态转换矩阵为:在图4.2-2中的状态转换图加一个起始状态X和结束状态Y,I为起始节点X经过一个或多个ε边到达的状态集,Ia为{X,1}经过a边到达的结点的ε闭包,Ib经过b边到达的结点的ε闭包;知道Ia和Ib列都在I列中出现为止。
如下表4.2.1所示:表4.2.1状态转换矩阵I Ia Ib{X,1} {2,3,Y}{2,3,Y} {2,3,Y}③对表4.2.1的状态转换矩阵进行重新命名,令A={X,1},B={2,3,Y},转换结果如下表4.2.2所示:表4.2.2重命名的状态转换矩阵④表4.2.2相对应的 DFA状态转换图为下图图4.2-2所示:图4.2-2 DFA状态图I Ia IbA BB B结果与分析(可以加页):1.对于下图1中的NFA:图1 NFA状态图2.输入图1中NFA的各边信息:如下截图图2所示:图2 输入各边信息截图3.对于图1的NFA状态转换矩阵和重命名后的状态矩阵如下截图图3所示:图3 DFA状态矩阵截图4.将图3中的状态矩阵图最小化,如下截图图4所示:图4 最小化的DFA5.根据图4最小化的DFA状态转换矩阵,画出DFA状态转换图,如下图图5所示:图5 DFA状态装换图设计体会与建议:编译原理是一门重要但难学的课程,因为编译原理是关于编写编译器的技术,编译器的编写一直被认为是十分困难的事情,所以这次选到课程设计的课题就有些无从下手的感觉,感觉任务挺艰巨的。
设计要求从理论上就不太好理解,不像以前的设计编写一个应用程序实现常见的功能,这次的课程设计注重各种算法的实现,比如用子集法实现不确定的有限自动机的确定化、又能够分割法实现确定的有限自动机的最小化。
不确定有限状态自动机的确定化NFATODFA
不确定有限状态自动机的确定化(NFA TO DFA)不确定有限状态自动机的确定化(NFA TO DFA 2008-12-05 22:11#in clude<iostream>#in clude<stri ng>#defi ne MAXS 100using n amespace std;string NODE; // 结点集合stri ng CHANGE; // 终结符集合int N; //NFA 边数struct edge{stri ng first;stri ng cha nge;stri ng last;};struct cha n{stri ng ltab;stri ng jihe[MAXS];};void kon g(i nt a){int i;for(i=0;i<a;i++)cout«'';}//排序void paixu(stri ng &a){int i,j;char b;for(j=0;j<a」en gth();j++)for(i=0;i<a」en gth();i++)if(NODE.fi nd(a[i])>NODE.fi nd(a[i+1])){b=a[i];a[i]=a[i+1];a[i+1]=b;void eclouse(char c,stri ng &he,edge b[]){int k;for(k=0;k<N;k++){if(c==b[k].first[0])if(b[k].cha nge=="*"){if(he.fi nd(b[k].last)>he.le ngth())he+=b[k].last; eclouse(b[k].last[0],he,b);}}}void move(cha n &he,i nt m,edge b[]){int i,j,k,l;k=he .l tab .len gth();l=he.jihe[m].le ngth();for(i=0;i<k;i++)for(j=0;j<N;j++)if((CHANGE[m]==b[j].cha nge[0])&&(he.ltab[i]==b[j].first[0])) if(he.jihe[m].find(b[j].last[0])>he.jihe[m].le ngth()) he.jihe[m]+=b[j].last[0];for(i=0;i<l;i++)for(j=0;j<N;j++)if((CHANGE[m]==b[j].cha nge[0])&&(he.jihe[m][i]==b[j].first[0] ))if(he.jihe[m].fi nd(b[j].last[0])>he.jihe[m].le ngth()) he.jihe[m]+=b[j].last[0]; }//输出void outputfa(i nt le n,i nt h,cha n *t){int i,j,m;cout«" I ";for(i=0;i<le n;i++) coutv<TvvCHANGE[i]vv" ";cout«endlvv" ------------------------- "<<e ndl;for(i=0;i<h;i++)cout«' '<<t[i].ltab;m=t[i].ltab.le ngth();for(j=0;j<le n;j++){{kon g(8-m);m=t[i].jihe[j].le ngth();cout<<t[i].jihe[j];}cout«e ndl;}}void mai n(){edge *b=new edge[MAXS];int i,j,k,m,n,h,x,y,len;bool flag;stri ng jh[MAXS],e ndno de,ed no de,sta;coutvv"请输入NFA各边信息(起点条件[空为*]终点),以#结束:"vvendl; for(i=0;i<MAXS;i++){cin> >b[i].first;if(b[i].first=="#") break;cin> >b[i].cha nge»b[i].last;}N=i;/*for(j=0;j<N;j++)cout<<b[j].firstvvb[j].cha nge<<b[j].lastvve ndl;*/for(i=0;i<N;i++){if(NODE.fi nd(b[i].first)>NODE.Ie ngth())NODE+=b[i].first;if(NODE.fi nd(b[i].last)>NODE.le ngth())NODE+=b[i].last;if((CHANGE.fi nd(b[i].cha nge)>CHANGE.Ie ngth())&&(b[i].cha nge!="*"))CHANGE+=b[i].cha nge;}len=CHANGE.le ngth();coutvv"结点中属于终态的是:"<<endl;{coutvv"所输终态不在集合中,错误! "<<e ndl;cin>>endno de;for(i=0;i<e ndnode.len gth();i++)if(NODE.fi nd(e ndn ode[i])>NODE.le ngth()) {{coutvv"所输终态不在集合中,错误! "<<e ndl; return;}〃cout«"e ndno de="«e ndno de<<e ndl;chan *t=new chan [MAXS];t[O].ltab=b[O].first;h=1;for(j=0;j<le n;j++){paixu(t[i].jihe[j]);//对集合排序以便比较for(k=0;k<h;k++){flag=operator==(t[k].ltab,t[i].jihe[j]);if(flag)break;}if(!flag&&t[i].jihe[j].le ngth())t[h++].ltab=t[i].jihe[j];} }cout«endlvv"状态转换矩阵如下:"<<endl;outputfa(len,h,t); II 输出状态转换矩阵eclouse(b[0].first[0],t[0].ltab,b); //cout<<t[0].ltab<<e ndl; for(i=0;i<h;i++) { for(j=0;j<t[i].ltab.le ngth();j++) for(m=0;m<le n;m++) eclouse(t[i].ltab[j],t[i].jihe[m],b); for(k=0;k<le n;k++) { 〃cout<vt[i].jihe[k]vv"->"; move(t[i],k,b); 〃cout<vt[i].jihe[k]vve ndl; for(j=0;j<t[i].jihe[k].le ngth();j++) eclouse(t[i].jihe[k][j],t[i].jihe[k],b); // } // 求 e-clouse // 求 e-clouse // 求 move(I,a) 求 e-clouse//状态重新命名NODE.erase();cout«endlvv"重命名:"<<endl; for(i=0;i<h;i++)sta=t[i].ltab;{t[i].ltab.erase();t[i].ltab='A'+i;NODE+=t[i].ltab;coutvv'{'v<stavv"}="vvt[i].ltabvve ndl;for(j=0;j<e ndnode.len gth();j++)if(sta.fi nd(e ndno de[j])<sta.le ngth()) d[1]=ednode+=t[i].ltab;for(k=0;k<h;k++) for(m=0;m<le n;m++) if(sta==t[k].jihe[m])t[k].jihe[m]=t[i].ltab;}for(i=0;i<NODE.le ngth();i++)if(ed node.fi nd(NODE[i])>ed node.le ngth()) d[0]+=NODE[i]; endnode=ednode;cout«endl<v"DFA 如下:"<<endl; outputfa(len,h,t); // 输出DFA cout«"其中终态为:"<<endnode<<endl; //DFA最小化m=2;sta.erase();flag=0;for(i=0;i<m;i++){〃coutvv"d["vvivv"]="vvd[i]vve ndl;for(k=0;k<le n;k++){//coutv<TvvCHANGE[k]vve ndl;y=m;for(j=0;j<d[i].le ngth();j++){for(n=0;n<y;n++){if(d[ n].fi nd(t[NODE.fi nd(d[i][j])].jihe[k])<d[ n].le ngth() ||t[NODE.fi nd(d[i][j])].jihe[k].le ngth()==0){if(t[NODE.fi nd(d[i][j])].jihe[k].le ngth()==0)x=m;elsex=n;if(!sta.le ngth())sta+=x+48;{}elseif(sta[0]!=x+48){ d[m]+=d[i][j]; flag=1;d[i].erase(j,1); 〃cout<vd[i]vve ndl;j--;} break; // 跳出n}}//n}〃jif(flag){m++;flag=0;}//cout<<"sta="<<sta<<e ndl; sta.erase();}//k}//icout«endl<<"集合划分:";for(i=0;i<m;i++)cout<v"{"vvd[i]vv"}";cout«e ndl;//状态重新命名cha n *md=new cha n[ m];NODE.erase();cout«endlvv"重命名:"<<endl;for(i=0;i<m;i++){md[i].ltab='A'+i;NODE+=md[i].ltab; coutvv"{"v<d[i]vv"}="vvmd[i].ltabvve ndl; }for(i=0;i<m;i++)for(k=0;k<le n;k++)for(j=0;j<h;j++){if(d[i][0]==t[j].ltab[0])for(n=0;n<m;n++){{if(!t[j].jihe[k]」e ngth()) break;elseif(d[ n].fi nd(t[j].jihe[k])<d[ n].le ngth()) {md[i].jihe[k]=md[ n] .Itab;break;}}break;}}edno de.erase();for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<e ndnode.len gth();j++) if(d[i].fi nd(e ndno de[j])<d[i].le ngth()&&ed node.fi nd(md[i].lta b))edno de+=md[i].ltab;endnode=ednode;cout«endlvv"最小化DFA如下:"<<endl;outputfa(le n,m ,md);cout«"其中终态为:"<<endnode<<endl;}/////////////////////////////////测试数据:i* 11a 11b 11 * 22a 32b 43a 54 b 55* 66 a 66 b 66 * f#////////////////////////////////请输入NFA各边信息(起点条件[空为*]终点),以#结束:i * 11 a 11b 11 * 22a 32b 43a 54 b 55* 66 a 66 b 66 * f#结点中属于终态的是:状态转换矩阵如下:I la lbi12 123 12412312356f124124123 12456f12356f12356f1246f12456f1236f 12456f1246f 1236f 12456f1236f 12356f1246f重命名:{i12}=A{123}=B{124}=C{12356f}=D{12456f}=E{1246f}=FDFA如下:I Ia Ib B D C C B E DDF E G E F G E G D F其中终态为:DEFG集合划分:{A} {DEFG} {B} {C}重命名:{A}=A{DEFG}=B{B}=C{C}=D最小化DFA如下:I la lbA C DB B BC B DD C B 其中终态为:B。
NFM(非有限自动机)的确定化
编译原理课程设计:NFM(非有限自动机)的确定化代码如下:// 编译原理课程设计.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//#include "stdafx.h"#include<iomanip>#include<iostream>#include<fstream>#include<cmath>#include<string>using namespace std;#define MAX 20class mul_str{public:string str[MAX];};string state_change[MAX][MAX] ;string judge;string result[MAX][MAX];string str_start;string str_end;int line, column;int result_count = 0;void init();void read_file();bool cmp(string s1,string s2);string begin();string start(string s);void operation();void show();int look_line(string s);int look_line2(string s);int look_column(string s);bool check();void make_sure();int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){while(true){init();if(check()){operation();make_sure();show();cout<<"已输出至result.txt"<<endl;}}return 0;}//初始化void init(){read_file();cout<<"非有限自动机为:"<<endl;cout<<" ";for(int i = 1 ; i < column ; i ++){cout<<setw(3)<<state_change[0][i]<<" ";}cout<<endl;for(int i = 1 ; i < line; i ++){for(int j = 0; j < column; j ++){cout<<setw(3)<<state_change[i][j]<<" ";}cout<<endl;}}//读文件void read_file(){line = 0;column = 0;int i = 0 ;string con ;ifstream in;in.open("state.txt",ios::in);if(!in){cerr<< "open error!";}while(!in.eof()){in >> con;if("-2" == con){column = i;i = 0;line ++;}else{state_change[line][i] = con;i ++ ;}}}//字符串比较bool cmp(string s1, string s2){int i, j;bool con ;con = false ;if(s1.length() != s2.length()){return false;}else{for(i = 0; i < s1.length(); i++ ){con = false ;for(j = 0; j < s2.length(); j ++){if(s1[i] == s2[j] ){con = true;j = s2.length() + 1;}}if( con == false ){return false;}}return con;}}//检查bool check(){cout<<"input the start char please"<<endl;cin>> str_start;cout<<"input the end char please"<<endl;cin>> str_end;bool con = true ;for(int i =0 ; i < line; i ++)for(int j = 0; j < column; j ++){if(state_change[i][j] == str_start){con = false;}}if(con){cout<< "start char is error!"<<endl;return false;}con = true ;for(int i =0 ; i < line; i ++)for(int j = 0; j < column; j ++){if(state_change[i][j] == str_end){con = false;}}if(con){cout<< "end char is error!"<<endl;return false;}return true;}//查所在行int look_line(string s){for(int i = 0; i < line; i++){if(s == state_change[i][0]){return i;}}return 0;}//确定化int look_line2(string s){for(int i = 0; i <result_count; i++){if(cmp(s,result[i][0])){return i;}}return 0;}//查所在列int look_column(string s){for(int i = 0; i < column; i++){if(s == state_change[0][column]){return i;}}return 0;}//开始的第一个状态string start(string s1, int column){string temp1;string temp2;int i;int temp_line;temp1 = s1;for(i = 0; i<temp1.length(); i ++){temp2 = temp1[i];if(str_end == temp2){//return "y";}else{temp_line = look_line(temp2);if(temp_line == 0){cerr<<temp2<<"状态有错误"<<endl;int i;cin >> i;}if(state_change[temp_line][column] != "-1"){bool temp_con =false;int temp_i ;for(temp_i = 0; temp_i < temp1.length(); temp_i ++){temp2 = temp1[temp_i];temp_con = cmp(temp2,state_change[temp_line][column]);if(temp_con){break ;}}if(!temp_con){temp1 += state_change[temp_line][column];}}}}return temp1;}//求某一状态string begin(string s1, int column){string temp1;string temp2;string temp3="";int i;int temp_line;temp1 = s1;int a = temp1.length();for(i = 0; i<a; i ++){temp2 = temp1[i];if(str_end == temp2){}else{temp_line = look_line(temp2);if(temp_line == 0){cerr<<temp2<<"状态有错误"<<endl;int i;cin >> i;}if(state_change[temp_line][column] != "-1"){bool temp_con =false;int temp_i ;for(temp_i = 0; temp_i < temp3.length(); temp_i ++){temp2 = temp3[temp_i];temp_con = cmp(temp2,state_change[temp_line][column]);if(temp_con){break ;}}if(!temp_con){temp3 += state_change[temp_line][column];}}}}column = 1;temp1 = temp3;for(i = 0; i<temp1.length(); i ++){temp2 = temp1[i];if(str_end == temp2){}else{temp_line = look_line(temp2);if(temp_line == 0){cerr<<temp2<<"状态有错误"<<endl;int i;cin >> i;}if(state_change[temp_line][column] != "-1"){bool temp_con =false;int temp_i ;for(temp_i = 0; temp_i < temp1.length(); temp_i ++){temp2 = temp1[temp_i];temp_con = cmp(temp2,state_change[temp_line][column]);if(temp_con){break ;}}if(!temp_con){temp1 += state_change[temp_line][column];}}}}return temp1;}//调用求状态的过程void operation(){bool con = true;bool con2 = false ;string temp;int i, j, k;i = 0;j = 0;temp = state_change[1][0];temp = start(str_start,1);judge = temp;while(con){result[result_count][0]=judge;// cout<<"当前状态:"<<judge<<" ";for(j = 2 ; j < column; j ++){temp = begin(judge,j);// cout<<"经过:"<<state_change[0][j]<<"之后:"<<temp<<" ";result[result_count][j]=temp;}//cout<<endl;result_count ++;for(i = 0 ; i < result_count ; i ++){for(j = 2; j < column ; j ++){for(k = 0; k < result_count ; k ++){con2=cmp(result[k][0],result[i][j]);if(con2){k = result_count + 1 ;}}if(k == result_count){judge = result[i][j];con = true ;i = result_count+1 ;j = column +1;}}}if(i == result_count){con = false;}}}//显示void show(){ofstream out;out.open("res0lt.txt",ios::out|ios::ate);if(!out){cerr<<"open error";}for(int i = 0 ; i < result_count; i ++){for(int j = 0; j < column; j ++){int lengh;int k;lengh = result[i][j].length();if(lengh > 0){out<<"{";out<< result[i][j][0];for(k = 1 ; k < lengh ; k ++ ){out<<","<<result[i][j][k];}out<<"}";for(; k < 18 ;k ++){out<<" ";}}}out<<endl;}out.close();}//确定化void make_sure(){cout<<"确定化以后:"<<endl;cout<<" ";for(int i = 2 ; i < column ; i ++){cout<<state_change[0][i]<<" ";}cout<<endl;for(int i = 0 ; i < result_count; i ++){cout<<i<<" ";for(int j = 2; j < column; j ++){cout<<look_line2(result[i][j])<<" ";}cout<<endl;}}。
编译原理实验NFA确定化为DFA
编译原理实验NFA确定化为DFA编译原理中的NFA(Non-deterministic Finite Automaton,非确定性有限自动机)是一种能够识别正则语言的形式化模型。
它的设计简单,但效率较低。
为了提高识别效率,需要将NFA转化为DFA(Deterministic Finite Automaton,确定性有限自动机)。
本文将介绍NFA确定化为DFA的一般方法,并以一个具体例子来说明该过程。
首先,我们来了解一下NFA和DFA的差异。
NFA可以有多个转移路径,每个输入符号可以对应多个状态转移,而DFA每个输入符号只能对应唯一的状态转移。
这使得NFA在识别过程中具有非确定性,无法确定下一个状态。
而DFA则能够准确地根据当前状态和输入符号确定下一个状态。
NFA确定化为DFA的一般方法如下:1.创建DFA的初始状态。
该状态对应NFA的起始状态以及从起始状态经过ε(空)转移可以到达的所有状态。
2.对DFA的每个状态进行如下处理:a)对当前状态的每个输入符号进行处理。
b)根据当前状态和输入符号,确定下一个状态。
如果有多个状态,需要将它们合并为一个DFA状态。
c)重复上述步骤,直到处理完所有输入符号。
3.对于合并的DFA状态,需要重复执行第2步的处理过程,直到没有新的合并状态产生为止。
4.最终得到的DFA包含的状态即为NFA确定化的结果。
下面以一个具体的例子来说明NFA确定化为DFA的过程。
考虑以下NFA:(状态)(输入符号)(转移状态)1a,ε1,22a33b44a5首先,创建DFA的初始状态,根据NFA的起始状态和通过ε转移可以到达的状态。
在该例子中,起始状态为1,通过ε转移可以到达状态1和2、因此,初始状态为{1,2}。
接下来,对初始状态{1,2}进行处理。
对于输入符号a,根据NFA的状态转移表可以得到DFA的下一个状态为{1,2,3},因为NFA的状态1通过a和ε可以到达状态3、对于输入符号b,当前状态没有转移。
非确定有限自动机NFA的确定化
个非常不错 的选择 。 系统提供 了一个温室环境信息 本
远程监控系统 , 利用手机短信模块 和单 片机制成 一个单 机 , 本低 , 成 易于推广 , 具有很好 的发展前景 。
参考文献 [惆 驰 岷, 世勇, 1 潘 牟行军 , 一种 G M无线固定电话设计方 S 案, 微型 电脑应用 ,0 5年第 6期 2 — 7 20 52 [] 2胡顺 安 , 书茂 , 能化农业 信息远 程采集 系统 , 计 王 智 设 与研究 ,0 5年第 6期 3 — 4 20 23 [] 3李鸿 , 用单 片机控制 手机收 发短信 , 计算 机应用 ,0 3 20
维普资讯
信 息 技 术
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在编译系统中 , 词法分析 阶段是 整个 编译 系统的基 础 。对于单词 的识 别 , 限 自动机 F 有 A是一种 十分 有效 的工具。有 限 自动机 由其映射 f 是否为单值而分为确定
的 有 限 自动 机 D A和 非 确 定 的有 限 自动 机 N A 在 非 F F。 确 定 的有 限 自动 机 N A中 , 由于 某 些 状 态 的转 移 需 从 F
控器 为主 ,由 G M手 机模块 和单片机控制系统两部分 S 组成 。每套 J 3 B 5模块都附带有设置软件光盘 和电脑通 讯电缆。 通过 电脑运行 J 3 B 5设置软件 , 户可以 自己定 用 义每路继 电器 的打开 和关 闭的短信 内容 , 作为 以后短信 遥控 的控 制指令 ,并 通过 通讯 电缆 写入 J 3 块 的 B 5模 E P O 存储 器 内 , E R M 即使 断 电也 不 会丢 失数 ER M EPO 据。例 如 : 1 第 路继电器用来遥控喷淋器 的开关 。先把 J3 B 5用电缆连接到计算 机的串 口, 并运行 J 3 B 5设置软 件后 , 出现一个全 中文窗 口软件 界面 , 会 在打 开第 1 路 继电器的短信指令 文字框 内, 输入 “ 打开喷淋器”; 在关 闭第 1 路继 电器 的短信指令 文字框 内 , 入 “ 输 关闭喷淋 器”。最后断开 电缆取下 J 3 B 5模块 , 并把模块安装 到喷 淋器上就完成 了。 当收到温室大棚传来 的信息确定需要 灌溉 时,只需用手机 向安装 在喷淋器 内的 J 3 B 5模块发 送 一条 内容 为 “ 打开喷淋器 ”的短 消息 , 便可 以打开温 室内 的喷 淋器 ; 如果想关 掉喷 淋器 , 只要 发送 “ 闭喷 关 淋器 ”即可 。J 3 B 5模块共有 8 路继 电器输 出 , 每路继 电 器用 户都 可以按 以上方法设置 自己需要 的控制 内容 , 非 常直 观和人性化 。此外 , 专家 自己设 置的短信遥控指令 内容 ,其他人 不知道 ,因此 即使别人也 用手机 向你 的 J3 B 5模块发短消息 , 由于短信遥控指 令 内容不正 确 , 但 也无法控制你 的电机 。同时 , 机 SM卡 号码 的唯一性 手 I
编译原理考试试题与答案(汇总)
19.正规文法产生的语言都可以用上下文无关文法来描述。 ( )
20.一个优先表一定存在相应的优先函数。 ( )
21.3型文法一定是2型文法。 ( )
22.如果一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树,则文法是二义性的。 ( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.× 7.×8.× 9.√ 10.× 11.×
5.LR分析法在自左至右扫描输入串时就能发现错误,但不能准确地指出出错地点。(√)
6.逆波兰表示法表示表达式时无须使用括号。(√ )
7.静态数组的存储空间可以在编译时确定。(×)
8.进行代码优化时应着重考虑循环的代码优化,这对提高目标代码的效率将起更大作用。(×)
9.两个正规集相等的必要条件是他们对应的正规式等价。(× )
else while (A ≤ D)
A=A+2;
}。
解:该语句的四元式序列如下(其中E1、E2和E3分别对应A<C∧B<D、A≥1和A≤D,并且关系运算符优先级高):
100 (j<,A,C,102)
101 (j,_,_,113)
102 (j<,B,D,104)
103 (j,_,_,113)
104 (j=,A,1,106)
C.( )编译方法D.( )以上三项都是
6.四元式之间的联系是通过_____实现的。
A.( )指示器B.( )临时变量
C.( )符号表D.( )程序变量
7.表达式(┐A∨B)∧(C∨D)的逆波兰表示为_____。
A. ( ) ┐AB∨∧CD∨B.( ) A┐B∨CD∨∧
C.( ) AB∨┐CD∨∧D.( ) A┐B∨∧CD∨
编译原理 NFA转DFA
实验一:利用子集法构造DFA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、内容及步骤实验要求: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.输入一个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.实验设备计算机、Windows 操作系统、Visual C++ 程序集成环境。
四.实验原理1.NFA-DFA转换原理:从NFA的矩阵表示中可以看出,表项通常是一状态的集合,而在DFA的矩阵表示中,表项是一个状态,NFA到相应的DFA的构造的基本思路是:DFA的每一个状态对应NFA的一组状态。
DFA使用它的状态去记录在NFA读入一个输入符号后可能到达的所有状态。
输入:一个NFA N输出:一个接受同样语言的DFA D方法:为D构造转换表Dtran,DFA的每个状态是NFA的状态集。
D的状态集合用Dstates表示。
D的开始状态为ε-closure(s0),s0是N的开始状态。
使用下列算法构造D的状态集合Dstates和转换表Dtran。
如果D的某个状态是至少包含一个N的接受状态的NFA状态集,那么它是D的一个接受状态。
2.子集构造法:初始时, ε-closure(S0) 是Dstates中唯一的状态且未被标记;while Dstates中存在一个未标记的状态T do begin标记T;for 每个输入符号a do beginU := ε-closure ( move (T, a) );if U 没在Dstates中then将U作为一个未被标记的状态添加到 Dstates.Dtran [ T, a ] := Uendend3.ε-closure的计算:将T中所有状态压入栈stack;将ε-closure (T) 初始化为T;while stack不空 do begin将栈顶元素t弹出栈;for 每个这样的状态u:从t到u有一条标记为ε的边do if u不在ε-closure ( T )中 do begin将u 添加到ε-closure ( T );将u压入栈stack中 endend五.程序设计1.总体设计2.子程序设计识别模块读入字符识别模块识别标识符识别分界符、运算符识别常数输出六.程序中的结构说明1.结构体Symbolrecord 结构体结构体成员名 成员属性Symbol[10] 用于存储关键字编码名 id用于存储关键字对应的编码读取字符字母识别标识符数字识别数字/识别注释打印并结束FTFTFTentrytype结构体结构体成员名成员属性idname[10] 用于存储识别后标识符名address 用于存储标识符的地址type 用于存储标识符的类型digittype结构体结构体成员名成员属性num 用于存储识别后的数字address 用于存储标识符数字的地址tokentype结构体结构体成员名成员属性id 用于存储被识别的类型名entry 用于存储标识符的地址idname[10] 用于存储被识别的标识符名2.符号编码表符号编码表符号名代码符号名代码Begin 0 } 14End 1 ( 15If 2 ) 16 Then 3 < 17 Else 4 <= 18for 5 = 19do 6 != 20while 7 > 21+ 8 >= 22- 9 := 23* 10 ‘’24/ 11 Id 25; 12 Const 26{ 133.重要函数介绍tokentype recogid(char ch)//识别标识符算法tokentype recogdig(char ch) ///识别数字函数tokentype recogdel(char ch) //识别算符和界符函数tokentype handlecom(char ch) //handlecom函数,识别注释函数void sort(char ch) //sort函数,读取文件内容,并根据读入内容调用不同的识别函数void scanner()//scanner函数,打开文件七.函数代码#include <stdio.h>#include <string.h>#include <ctype.h>#include <stdlib.h>;-----------------------定义单词编码表的数据结构-------------------- struct symbolrecord{ char symbol[10];int id;} ;;-------------------------定义符号表的数据结构---------------------- struct entrytype{ char idname[10];int address;int type;};;-------------------------定义常数表的数据结构---------------------- struct digittype{ int num;int address;};;---------------------------Token字的数据结构----------------------- struct tokentype{ int id;int entry;char idname[10];};FILE *fp; //源文件指针struct digittype d[10]; //定义常数表,个数指针struct entrytype a[40];int k=0,t=0;;---------------------------单词编码表初始化------------------------ struct symbolrecord s[26]={ "Begin",0,"End",1,"If",2,"Then",3, "Else",4, "for",5, "do",6,"while",7, "+",8,"-",9,"*",10,"/",11,";",12,"{",13,"}",14,"(",15,")",16,"<",17,"<=",18, "=",19,"!=",20, ">",21,">=",22, ":=",23, " ",24,"const",26 };;---------------------------识别标识符算法-------------------------- tokentype recogid(char ch){ tokentype tokenid;FILE *fs;int flag,fflag;char word[10]={0};int i,j;i=0;while(isalpha(ch)||isdigit(ch)){ word[i]=ch;ch=fgetc(fp);i=i+1;}ungetc(ch,fp);word[i]='\0';for(j=0;j<=8;j++){ flag=strcmp(word, s[j].symbol);if(flag==0) //是关键字{ tokenid.id=j;tokenid.entry=-1;break;} }if(flag!=0){ for(j=0;j<=k;j++){ fflag=strcmp(a[j].idname,word);if(fflag==0) //在符号表中可以找到{ tokenid.id=25;tokenid.entry=a[j].address;break;} }if(fflag!=0){ fs=fopen("symbol.txt","a"); //符号表中不存在的标识符 strcpy(a[k].idname, word);a[k].address=k;a[k].type=25;tokenid.id=25;tokenid.entry=k;for(j=0;j<9;j++)fprintf(fs,"%c",word[j]);fprintf(fs,"%c",'\t');fprintf(fs,"%d",a[k].address);fprintf(fs,"%c",'\t');fprintf(fs,"%d",a[k].type);fprintf(fs,"%c",'\n');fclose(fs);k=k+1;} }strcpy(tokenid.idname, word);//自行添加的return tokenid;};-----------------------------识别数字函数-------------------------- tokentype recogdig(char ch){ int flag;int i=0,j;int num=0;tokentype tokenid;while(isdigit(ch)){ num=(ch-48)+num*10;ch=fgetc(fp);i=i+1;}for(j=0;j<=t;j++)if(d[j].num==num){ flag=1;tokenid.id=26;tokenid.entry=d[j].address;break;}if(flag!=1){ d[t].num=num;d[t].address=t;tokenid.id=26;tokenid.entry=t;t=t+1;}sprintf(tokenid.idname, "%d", num);//int>>charreturn tokenid;};------------------------识别算符和界符函数------------------------- tokentype recogdel(char ch){ tokentype tokenid;switch(ch){ case'{':{ tokenid.id=13;strcpy(tokenid.idname, "{");//自行添加的}break;case'}':{ tokenid.id=14;strcpy(tokenid.idname, "}");}break;case';':{ tokenid.id=12;strcpy(tokenid.idname, ";");}break;case'=':{ tokenid.id=19;strcpy(tokenid.idname, "=");}break;case':':ch=fgetc(fp);if(ch=='=') tokenid.id=23; break;case'!':{ ch=fgetc(fp);if(ch=='=') tokenid.id=20;strcpy(tokenid.idname, "!="); } break;case'<':{ch=fgetc(fp);if(ch=='='){ tokenid.id=18;strcpy(tokenid.idname, "<=");}else{ tokenid.id=17;strcpy(tokenid.idname, "<");ungetc(ch,fp);}}; break;case'>':ch=fgetc(fp);if(ch=='='){tokenid.id=22;strcpy(tokenid.idname, ">=");}else { tokenid.id=21;strcpy(tokenid.idname, ">");ungetc(ch,fp);}; break;case'+':{ tokenid.id=8;strcpy(tokenid.idname, "+");}break;case'*':{ tokenid.id=10;strcpy(tokenid.idname, "*");}break;case'(':{ tokenid.id=15;strcpy(tokenid.idname, "(");}break;case')':{ tokenid.id=16;strcpy(tokenid.idname, ")");}break;}tokenid.entry=-1;return tokenid;};---------------------------handlecom函数--------------------------- tokentype handlecom(char ch){ tokentype tokenid;char ch1;int flag=0;if(ch!='*' ){ tokenid.id=25;tokenid.entry=-1;}else{ while(flag==0){ ch1=ch;ch=fgetc(fp);if((ch1='*')&&(ch='/'))flag=1;}}return tokenid;};---------------------------sort函数---------------------------- void sort(char ch){struct tokentype tokenword;FILE * fq = fopen("tokenfile.txt","a");if(isalpha(ch))tokenword=recogid(ch); //字母else if(isdigit(ch))tokenword=recogdig(ch); //数字else if(ch=='/')tokenword=handlecom(ch);elsetokenword=recogdel(ch);printf("%s\t%d\t%d\n",tokenword.idname,tokenword.id,tokenword.entry) ;fprintf(fq,"%d",tokenword.id);fprintf(fq,"%c",'\t');fprintf(fq,"%d",tokenword.entry);fprintf(fq,"%c",'\n');fclose(fq);};--------------------------scanner函数---------------------------- void scanner(){ char ch;fp=fopen("source.txt","r");ch=getc(fp);while(ch!=EOF){ if(!isspace(ch)){ sort(ch);}ch=fgetc(fp);}fclose(fp);};------------------------------主函数------------------------------ int main(){ int i;printf("输出token字如下:\n");printf("idname\ttype\taddress\n");scanner();printf("************************************\n");printf("输出符号表如下:\n");printf("%s\t%s\t%s\n","idname","address","type");for(i=0;i<=k-1;i++)printf("%s\t%d\t%d\n",a[i].idname,a[i].address,a[i].type);printf("************************************\n"); printf("输出常数表如下:\n");printf("%s\t%s\n","num","address");for(i=0;i<=t-1;i++)printf("%d\t%d\n",d[i].num,d[i].address);printf("\n\n");system("pause");}八.程序测试Source源文件程序截图main(){If a!=35end;do whileend;36}九.实验小结子集构造法的基本思想是构造得到的DFA的每个状态对应于NFA的一个状态集合。
不确定的有限状态自动机
定理3-4
每个右线性语言 ( 正则语言 ) 是 一个FSL。
证明
L是右线性语言,则L=L(G) G=(∑,V,S,P) 首先消除G中的ε 产生式
构造NFA 将文法非终结符当作NFA的状态 增加一个接收状态q
NFA=(Q,∑,δ,Q0,F)
其中: Q=V U {q} Q0={S} F={q}
注意
状态图 0*1*2*
0 q0 q1 1 q2
2
对应的5个δ函数为: δ(q0,0)={q0} δ(q0,ε)={q1} δ(q1,1)={q1} δ(q1,ε)={q2} δ(q2,2)={q2}
定义3-15
对于ε-NFA ,q∈Q 从 q 开始,扫描 1 个或多个 ε 后 能够到达的状态集记为 ε-CLOSURE(q)。
解
2)构造NFA接受该语言
解
3) 改造为DFA接受该语言:
{q0} {q1} {q2} {q3} {q1,q4} {q2,q4} {q3,q4}
a {q1} {q1,q4} {q2} {q3} {q1,q4} {q2} {q3} b {q2} {q1} {q2,q4} {q3} {q1} {q2,q4} {q3} c {q3} {q1} {q2} {q3,q4} {q1} {q2} {q3,q4}
若允许 FA 在不读入任何字符 时,FA的状态可以发生改变, 则FA为带有ε 动作的FA
定义3-14带ε动作的有限状态自动机
带有ε动作的FA是一个五元式, ε-FA=(Q,∑,δ,Q0,F) Q,∑,Q0,F的含义同NFA
δ: Q×∑∪ {ε}→2Q δ(q,a) 2Q δ(q, ε) 2Q
NFA
0,1 q0 001 0,1 q2
编译原理NFA的确定化优秀文档
(2)M的输入字母表∑M 和N′是相同的, 即∑M = ∑
(3)转换函数δM δM([S1 S2... Sj], a)
=ε-closure(move([S1, S2,... Sj],a))
即集合[S1 S2... Sj]的a弧转换
(4)M的初态 S0M = ε-closure(S0), 从N的初态S0出发, 经过任意条ε弧所能 到达的状态所组成的集合
(5)M的终态集合FM FM ={[Sj Sk... Se], 其中[Sj Sk... Se]∈SM 且 {Sj , Sk,,.Байду номын сангаас. Se}∩F≠φ },
即构造的子集族中凡是含有原NFA终态 的子集都是DFA的终态。
= {5, 4, 3, 6, 2, 7, 8}
而能到达的任何状态q′都属于 {
标记T;
(4)M的初态 S0M = ε-closure(S0),
有穷自动机等价的定义
ε_CLOSURE(I); 使状态转换图中的每条箭弧上的标记
= {5, 4, 3, 6, 2, 7, 8}
或为ε, 或为∑中的单个字母.
3 非确定有限自动机
补充例: NFA的确定化 – 子集法
确定化后的DFA也以状态转换图(矩阵)给出。
即: 把从S0出发经过一条标记为a的弧所能到达的状态(其前其后可经过若干条ε矢线)所组成的集合作为下一个状态置于SM中.
I={1, 5}, ε-closure(I)={1, 2, 5, 6}
补充例 :
I={1}, ε-closure(I)={1, 2} I={5}, ε-closure(I)={5, 6, 2} I={1, 5}, ε-closure(I)={1, 2, 5, 6}
不确定有限状态自动机的确定化剖析
不确定有限状态自动机的确定化【实验目的】输入:非确定有限(穷)状态自动机。
输出:确定化的有限(穷)状态自动机。
【实验原理】同一个字符串α可以由多条通路产生,而在实际应用中,作为描述控制过程的自动机,通常都是确定有限自动机DFA,因此这就需要将不确定有限自动机转换成等价的确定有限自动机,这个过程称为不确定有限自动机的确定化,即NFA确定化为DFA。
NFA确定化的实质是以原有状态集上的子集作为DFA上的一个状态,将原状态间的转换为该子集间的转换,从而把不确定有限自动机确定化。
经过确定化后,状态数可能增加,而且可能出现一些等价状态,这时就需要简化。
【程序代码】#include<iostream>#include<string>#include<vector>using namespace std;#define max 100struct edge{string first;//边的初始结点string change;//边的条件string last;//边的终点};int N;//NFA的边数vector<int> value;string closure(string a,edge *b){int i,j;for(i=0;i<a.length();i++){for(j=0;j<N;j++){if(b[j].first[0]==a[i]&&b[j].change=="&"){a=a+b[j].last[0];}}}return a;}string move(string jihe,char ch,edge *b){int i,j;string s="";for(i=0;i<jihe.length();i++){for(j=0;j<N;j++){if(b[j].first[0]==jihe[i]&&b[j].change[0]==ch)s=s+b[j].last;}}return s;}string sort(string t){int k,i,j;char tt;for(i=0;i<t.length()-1;i++){k=i;for(j=i+1;j<t.length();j++){if(t[j]<t[k])k=j;}tt=t[k];t[k]=t[i];t[i]=tt;}return t;}void main(){int i,j,x=0,h,length,m,d=0;string Change;string First,Last;//初态,终态,string T[max],ss;edge *b=new edge[max];cout<<"请输入各边信息:起点条件(空用&表示)终点,以输入#结束。
NFA的确定化和最小化
一、实验名称NFA的确定化和最小化二、实验原理NFA,也称不确定的有穷自动机,是由一个五元式定义的数学模型,特点是它的不确定性,即在当前状态下,读入同一个字符,可能有多个下一状态。
DFA,也称确定的有穷自动机,也是由一个五元式定义的数学模型,相对的特点是它的确定性,即在当前状态下,读入同一个字符,最多有一个后继状态。
在非确定的有限自动机NFA中,由于某些状态的转移需从若干个可能的后续状态中进行选择,故一个NFA对符号串的识别就必然是一个试探的过程。
这种不确定性给识别过程带来的反复,无疑会影响到FA的工作效率。
而DFA则是确定的,将NFA转化为DFA将大大提高工作效率,因此将NFA转化为DFA是有其一定必要的。
得到新的DFA之后,并没有完成任务,因为通过NFA转化成DFA不一定是最简的,也就是说,有多余的状态可以被删除,而我们需要的是得到一个唯一的最简的DFA[12],也就是说,NFA转化为DFA之后,还需要化简,也就是最小化。
DFA的化简是指:寻找一个状态数最少的DFA M,使得L(M)=L(M’)。
化简的方法是消去DFA M中的多余状态(或无用状态),合并等价状态。
DFA中的多余状态是指这样的状态:从开始状态出发,读入任何输入串都不能到达的那个状态;或者从这个状态没有通路到达终态。
两个状态S 和T等价是指:如果从状态S出发能读出某个字W而停于终态,从T出发也能读出同样的字W而停于终态;反之,从T出发能读出同样的字W而停于终态,从S出发也能读出某个字W而停于终态。
化简DFA的基本思想是指导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[13-15],这种方法称为“分割法”。
具体过程是:(1)将M的所有状态分成两个子集——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,继续考察已得到的每一个子集,直到没有任何一个子集需要继续划分为止。
编译原理期末试题8套含答案大题集
《编译原理》期末试题(一)一、是非题(请在括号内,正确的划√,错误的划×)(每个2分,共20分)1.编译程序是对高级语言程序的解释执行。
(× )2.一个有限状态自动机中,有且仅有一个唯一的终态。
(×)3.一个算符优先文法可能不存在算符优先函数与之对应。
(√ )4.语法分析时必须先消除文法中的左递归。
(×)5.LR分析法在自左至右扫描输入串时就能发现错误,但不能准确地指出出错地点。
(√)6.逆波兰表示法表示表达式时无须使用括号。
(√ )7.静态数组的存储空间可以在编译时确定。
(×)8.进行代码优化时应着重考虑循环的代码优化,这对提高目标代码的效率将起更大作用。
(×) 9.两个正规集相等的必要条件是他们对应的正规式等价。
(× )10.一个语义子程序描述了一个文法所对应的翻译工作。
(×)二、选择题(请在前括号内选择最确切的一项作为答案划一个勾,多划按错论)(每个4分,共40分) 1.词法分析器的输出结果是_____。
A.( ) 单词的种别编码B.( ) 单词在符号表中的位置C.( ) 单词的种别编码和自身值D.( ) 单词自身值2.正规式M 1 和M 2 等价是指_____。
A.( ) M1和M2的状态数相等B.( ) M1和M2的有向边条数相等C.( ) M1和M2所识别的语言集相等D.( ) M1和M2状态数和有向边条数相等3.文法G:S→xSx|y所识别的语言是_____。
A.( ) xyx B.( ) (xyx)* C.( ) xnyxn(n≥0) D.( ) x*yx*4.如果文法G是无二义的,则它的任何句子α_____。
A.( )最左推导和最右推导对应的语法树必定相同B.( ) 最左推导和最右推导对应的语法树可能不同C.( ) 最左推导和最右推导必定相同D.( )可能存在两个不同的最左推导,但它们对应的语法树相同5.构造编译程序应掌握______。
编译原理不确定有穷自动机的确定化。
编译原理实验报告实验三安徽大学计算机科学与技术学院1,实验名称不确定有穷自动机的确定化。
2,实验目的不确定有穷自动机的确定化。
3,实验原理1.NFA:一个不确定的有穷自动机M是一个五元组,M=(K,E,f,S,Z)其中a. K是一个有穷集,它的每个元素称为一个状态;b. E是一个有穷字母表,它的每个元素称为一个输入符号;c. f是一个从K×E*到K的子集的映像,即:K*E*->2k,其中2k表示K的幂集;d. S包含于K,是一个非空初态集;e. Z包含于K,是一个终态集。
2.DFA:一个确定的有穷自动机M是一个五元组,M=(K,E,f,S,Z)其中a. K是一个有穷集,它的每个元素称为一个状态;b. E是一个有穷字母表,它的每个元素称为一个输入符号;c. f是转换函数,是K×E->K上的映像,即,如f(ki,a)=kj(ki∈K,kj∈K)就意味着,当前状态为ki,输入字符为a时,将转换到下一状态kj,我们把kj称作ki的一个后继状态;d. S∈K,是唯一的一个初态;e. Z包含于K,是一个终态集,终态也称可接受状态或结束状态。
3,正规式正规式是一种表示正规集的工具,正规式是描述程序语言单词的表达式,对于字母表∑其上的正规式及其表示的正规集可以递归定义如下。
①ε是一个正规式,它表示集合L(ε)={ε}。
②若a是∑上的字符,则a是一个正规式,它所表示的正规集L(a)={a}。
③若正规式r和s分别表示正规集L(r)、L(s),则(a)r|s是正规式,表示集合L(r)∪L(s);(b)r·s是正规式,表示集合L(r)L(s);(c)r*是正规式,表示集合(L(r))*;(d)(r)是正规式,表示集合L(r)。
仅由有限次地使用上述三个步骤定义的表达式才是∑上的正规式。
运算符“|”、“·”、“*”分别称为“或”、“连接”和“闭包”。
在正规式的书写中,连接运算符“·”可省略。
非确定的有限状态自动机
0 [q0, q1]
[q3] [Φ] [q3] [q0, q1, q3] [q0, q1] [q0, q1, q3] [q3]
[q3]
[q3]
[q0, q1, q3]
[q0, q1, q3]
[q0, q1, q3]
[q3]
[q0, q1, q3] [Φ]
1 [q0, q2]
NFA与DFA的对应关系
NFA MN=(Q, , N, q0, FN)与DFA MD=(Q2, , D, q0, FD)的对应关系
NFA从开始状态q0启动,相应的DFA则从状态[q0]启 动,所以q0=[q0];
为 [的…状了] 表态区示集分合DF,{对A…上用于}如p则2N,让果…F相NA,Fp应A的m在}的一, 此D个F状A在态状状组态态时组[读q{1入q,1q字,2,q符…2,a,…后qn]可,读q以n入}进字入符状a时态,组进{p入1,状
• NFA可以进入若干个状态; • DFA只能进入一个惟一的状态; • DFA可看作是一种特殊的NFA;
–从DFA看待问题的角度来说,
• NFA在某一时刻同时进入若干个状态,但是,这若干个状态合 在一起的“总效果”相当于它处于一个“综合状态”;
• 可让DFA用一个状态去对应NFA的一组状态。
14
精品课件
16
精品课件
从NFA构造等价的DFA (cont.)
例 3-7 构造下图所示的NFA 对应的DFA
0 q1 0
S
q0
q3
1 q2 1
NFA状态转移图
0
1
→q0 q1 q2
*q3
{q0, q1} {q3} Φ {q3}
将不确定的有限自动机转换为确定的自动机
不确定的有限自动机转为确定的自动机可以识别语言(a|b)*ab的NFA的转换图如图示。
识别(a|b)*ab的NFA转换表:每个状态一行,每个输入符号和(如果需要的话)各占一列,表的第i行中符号a的条目是一个状态集合(说得更实际一些,是状态集合的指针),这是NFA在输入为a时,状态i所到达的状态集合。
下图是对应的NFA的转换表。
输入符号状态a b0 {0,1} {0}1 {2}2转换表的优点是可以快速访问给定状态和字符的状态集,缺点是,当输入字母表较大,并且大多数转换是空集时,会占用大量的空间。
转换例子识别(a|b)*ab的NFA这里输入字母表是{a,b},令A={0,1,2,4,7},-closure(move(A,a)),在A中,只有2和7有a转换,分别转到3和8,因此move(A,a)={3,8},故-closure(move(A,a))=-closure({3,8})={1,2,3,4,6,7,8},这是因为-closure(3)={1,2,3,4,6,7},并且-closure(8)={8},记B={1,2,3,4,6,7,8}。
于是,。
从图中可看出,在A={0,1,2,4,7}中,只有状态4含b转换到5,故该DFA状态A的b转换到达-closure(move(A,b))=-closure({5})={1,2,4,5,6,7},记C={1,2,4,5,6,7}。
用新的没有标记的的集合B和C继续这个过程,最终会达到这样:所有的集合(即DFA的所有状态)都已标记,因为10个状态的集合的不同子集只有个,一个集合一旦标记就永远是标记的,所以到终止是肯定的。
对于状态B={1,2,3,4,6,7,8},只有2和7有有a转换,分别到3和8,-closure(move(B,a))=-closure({3,8})={1,2,3,4,6,7,8}.同样,对状态B={1,2,3,4,6,7,8},只有状态4和8有b转换,分别转到5和9,故-closure(move(B,b))=-closure({5,9})={1,2,4,5,6,7,9},记D={1,2,4,5,6,7,9}.对C={1,2,4,5,6,7},有2和7有a转换,分别转到3和8,因此move(C,a)={3,8},故-closure(move(C,a))=-closure({3,8})={1,2,3,4,6,7,8}=B.对C={1,2,4,5,6,7},只有状态4含b转换到5, 故-closure(move(C,b))=-closure({5})={1,2,4,5,6,7}=C.对D={1,2,4,5,6,7,9},只有2和7有a转换,分别转到3和8,因此move(D,a)={3,8},故-closure(move(D,a))=-closure({3,8})={1,2,3,4,6,7,8}=B.对D={1,2,4,5,6,7,9},只有状态4含b转换到5, 故-closure(move(D,b))=-closure({5})={1,2,4,5,6,7}=C.对本例,可实际构造出4个不同状态的集合是:A={0,1,2,4,7}B={1,2,3,4,6,7,8}C={1,2,4,5,6,7}D={1,2,4,5,6,7,9}状态A是开始状态,状态D是仅有的接受状态,完整的转换表如下表:NFA的转换表输入符号状态a bA B CB B DC B CD B C对应的DFA的转换图为:。
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课程设计报告
课程:
编译原理
学号:
姓名:
班级:
教师:
时间:
2014.5--2014.6.20
计算机科学与技术系
图4.4-1 NFA-DFA处理流程图
2.NFA转换为DFA的原理及过程通过以下例子说明:
①假如输入的NFA如图4.4-2所示:
图4.4-2 NFA状态转换图
②对于图4.2-2中的状态转换图的状态转换矩阵为:在图4.2-2中的状态转换图加一个起始状态X和结束状态Y,I为起始节点X经过一个或多个ε边到达的状态集,Ia为{X,1}经过a边到达的结点的ε闭包,Ib经过b边到达的结点的ε闭包;知道Ia和Ib列都在I列中出现为止。
如下表4.2.1所示:
表4.2.1状态转换矩阵
I Ia Ib
{X,1} {2,3,Y}
{2,3,Y} {2,3,Y}
③对表4.2.1的状态转换矩阵进行重新命名,令A={X,1},B={2,3,Y},转换结果如下表4.2.2所示:
表4.2.2重命名的状态转换矩阵
I Ia Ib
A B
B B
④表4.2.2相对应的 DFA状态转换图为下图图4.2-2所示:
图4.2-2 DFA状态图
结果与分析(可以加页):
1.对于下图1中的NFA:
图1 NFA状态图
2.输入图1中NFA的各边信息:如下截图图2所示:
图2 输入各边信息截图
3.对于图1的NFA状态转换矩阵和重命名后的状态矩阵如下截图图3所示:
图3 DFA状态矩阵截图
4.将图3中的状态矩阵图最小化,如下截图图4所示:
图4 最小化的DFA
5.根据图4最小化的DFA状态转换矩阵,画出DFA状态转换图,如下图图5所示:
图5 DFA状态装换图
设计体会与建议:
编译原理是一门重要但难学的课程,因为编译原理是关于编写编译器的技术,编译器的编写一直被认为是十分困难的事情,所以这次选到课程设计的课题就有些无从下手的感觉,感觉任务挺艰巨的。
设计要求从理论上就不太好理解,不像以前的设计编写一个应用程序实现常见的功能,这次的课程设计注重各种算法的实现,比如用子集法实现不确定的有限自动机的确定化、又能够分割法实现确定的有限自动机的最小化。
课题虽然感觉难懂了一些,但我想不管结果如何,只要自己努力,尽力了就行。
小组各成员始终相信“世上无难事,只怕有心人”。
由于课程设计有几周的时间,时间很充裕,所以这在这几周设计中,我们小组团结合作,互帮互助,大家都感觉这几周过的非常充实,尽管累了点。
同时通过这次课程设计我们深深地感觉到团队的力量,深深体会到“团结就是力量”。
当我们开始困惑无从下手时,我们你一句我一句的意见很快让我们找到了前进的方向。
当自己遇到疑难时,和组员一起讨论解决了问题感觉非常欣慰,无助和孤独感也顿时消失。
通过这次课程设计给我另一个很大的体会是:流程图的重要性。
说实话,每次不管是课程设计报告还是实习报告,我们最害怕做的就是画流程图,所以每次报告中能省则省。
而这次发现根据系统需实现的功能和算法画出流程图后,就很清楚地知道我们的程序需要哪些模块,每个模块需要实现什么功能。
所以在我们以后的学习中我们不能畏惧画流程图,我们要积极锻炼我们画流程图的能力,从而来帮助我们提高编程的能力。
每次的课程设计,和以前的相比,我发现了自己的一次又一次的进步,因为越到最后,越会发现自己的不足,就会想着怎样去改进,怎样去完善自己的系统,所以每学期的课程设计是很必要的,因为我在这些过程中都学到了很多知识。
20。