实验三 有限自动机的构造与识别
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
参见教材的转换规则。
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");
}
