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帮我用c语言写一个有限自动机识别程序的设计与实现,要求输入正规式,构造该正规式的有限自动机,然后以五元组形式输出。。

时间: 2024-03-21 17:39:36 浏览: 127
好的,以下是使用 C 语言编写的有限自动机识别程序,可以输入正则表达式,构造该正则表达式的有限自动机,并以五元组形式输出: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_STATES 100 // 最大状态数 #define MAX_SYMBOLS 100 // 最大符号数 // 状态转移结构体 typedef struct { int dest_state; // 目标状态 char symbol; // 转移符号 } Transition; // 状态结构体 typedef struct { int num_transitions; // 转移数量 Transition transitions[MAX_SYMBOLS]; // 转移数组 int is_final; // 是否为终止状态 } State; // 有限自动机结构体 typedef struct { int num_states; // 状态数量 State states[MAX_STATES]; // 状态数组 char alphabet[MAX_SYMBOLS]; // 符号数组 int num_symbols; // 符号数量 int start_state; // 起始状态 } FiniteAutomaton; // 函数声明 int find_symbol_index(char symbol, char *alphabet, int num_symbols); int add_transition(State *state, int dest_state, char symbol); void construct_nfa(char *regex, FiniteAutomaton *nfa); void print_nfa(FiniteAutomaton *nfa); int main() { char regex[100]; // 正则表达式 FiniteAutomaton nfa; // 有限自动机 // 输入正则表达式 printf("请输入正则表达式: "); scanf("%s", regex); // 构造有限自动机 construct_nfa(regex, &nfa); // 输出有限自动机 printf("\n有限自动机五元组: \n"); print_nfa(&nfa); return 0; } // 查找符号在符号数组中的下标 int find_symbol_index(char symbol, char *alphabet, int num_symbols) { for (int i = 0; i < num_symbols; i++) { if (alphabet[i] == symbol) { return i; } } return -1; } // 添加状态转移 int add_transition(State *state, int dest_state, char symbol) { int index = find_symbol_index(symbol, state->alphabet, state->num_transitions); if (index == -1) { // 如果符号不存在,则添加符号 if (state->num_transitions >= MAX_SYMBOLS) { // 符号数达到最大值 return -1; } state->alphabet[state->num_transitions] = symbol; index = state->num_transitions++; } state->transitions[index].dest_state = dest_state; state->transitions[index].symbol = symbol; return 0; } // 构造有限自动机 void construct_nfa(char *regex, FiniteAutomaton *nfa) { int num_states = 0; // 状态数量 int current_state = 0; // 当前状态 int i = 0; // 初始化有限自动机 nfa->num_states = 0; nfa->num_symbols = 0; // 添加起始状态 State *start_state = &nfa->states[num_states++]; start_state->num_transitions = 0; start_state->is_final = 0; nfa->start_state = 0; // 构造有限自动机 while (regex[i] != '\0') { char symbol = regex[i++]; switch (symbol) { case '(': { int j = i; int stack = 1; while (regex[j] != '\0') { if (regex[j] == '(') { stack++; } else if (regex[j] == ')') { stack--; if (stack == 0) { break; } } j++; } char sub_regex[100]; strncpy(sub_regex, &regex[i], j - i); sub_regex[j - i] = '\0'; i = j + 1; // 递归构造子表达式 FiniteAutomaton sub_nfa; construct_nfa(sub_regex, &sub_nfa); // 添加子表达式状态到当前状态 State *state = &nfa->states[current_state]; for (int k = 0; k < sub_nfa.num_states; k++) { state->num_transitions = sub_nfa.states[k].num_transitions; for (int l = 0; l < sub_nfa.states[k].num_transitions; l++) { add_transition(state, sub_nfa.states[k].transitions[l].dest_state + current_state, sub_nfa.states[k].transitions[l].symbol); } state = &nfa->states[num_states++]; state->num_transitions = 0; state->is_final = 0; } num_states--; break; } case '|': { State *state = &nfa->states[current_state]; State *next_state = &nfa->states[num_states++]; next_state->num_transitions = 0; next_state->is_final = 0; add_transition(state, next_state - nfa->states, 'E'); add_transition(start_state, next_state - nfa->states, 'E'); current_state = next_state - nfa->states; break; } case '*': { State *state = &nfa->states[current_state]; State *next_state = &nfa->states[num_states++]; next_state->num_transitions = 0; next_state->is_final = 0; add_transition(state, next_state - nfa->states, 'E'); add_transition(next_state, state - nfa->states, 'E'); current_state = next_state - nfa->states; break; } default: { State *state = &nfa->states[current_state]; State *next_state = &nfa->states[num_states++]; next_state->num_transitions = 0; next_state->is_final = 0; add_transition(state, next_state - nfa->states, symbol); current_state = next_state - nfa->states; break; } } } // 添加终止状态 State *final_state = &nfa->states[num_states++]; final_state->num_transitions = 0; final_state->is_final = 1; // 将当前状态连接到终止状态 add_transition(&nfa->states[current_state], final_state - nfa->states, 'E'); // 设置有限自动机的其他属性 nfa->num_states = num_states; nfa->num_symbols = 0; for (int i = 0; i < num_states; i++) { State *state = &nfa->states[i]; for (int j = 0; j < state->num_transitions; j++) { char symbol = state->transitions[j].symbol; if (find_symbol_index(symbol, nfa->alphabet, nfa->num_symbols) == -1) { nfa->alphabet[nfa->num_symbols++] = symbol; } } } } // 输出有限自动机五元组 void print_nfa(FiniteAutomaton *nfa) { printf("Q = {"); for (int i = 0; i < nfa->num_states; i++) { printf("%d", i); if (i < nfa->num_states - 1) { printf(", "); } } printf("}\n"); printf("Sigma = {"); for (int i = 0; i < nfa->num_symbols; i++) { printf("%c", nfa->alphabet[i]); if (i < nfa->num_symbols - 1) { printf(", "); } } printf("}\n"); printf("delta =\n"); for (int i = 0; i < nfa->num_states; i++) { State *state = &nfa->states[i]; for (int j = 0; j < state->num_transitions; j++) { printf("(%d, %c) -> %d\n", i, state->transitions[j].symbol, state->transitions[j].dest_state); } } printf("q0 = %d\n", nfa->start_state); printf("F = {"); for (int i = 0; i < nfa->num_states; i++) { if (nfa->states[i].is_final) { printf("%d", i); if (i < nfa->num_states - 1) { printf(", "); } } } printf("}\n"); } ``` 使用该程序,可以输入正则表达式,构造该正则表达式的有限自动机,并以五元组形式输出。注:该程序只支持正则表达式中的括号、或、闭包和字符。 希望可以帮到你!
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#include int main() { int state_key = 1; //钥匙状态 为1时钥匙区有钥匙,为时钥匙区 无钥匙 int state_hold = 0; // 钥匙持有状态 为1时持有钥匙,为时 未持有钥匙 int state_door = 0; //门状态 0:关闭 1:打开 int state_lock = 1; //上锁状态 1:上锁 0:解锁 int order; // 用于存放用户输入指令 printf("this is a game.\n"); printf ("if you want to OPEN THE DOOR ,input 1\n"); printf ("if you want to CLOSE THE DOOR ,input 2\n"); printf ("if you want to LOCK THE DOOR ,input 3\n"); printf ("if you want to UNLOCK THE DOOR,input 4\n"); // printf ("if you want to LOCK THE DOOR ,input 5\n"); printf("please input the order\n"); while(1) { scanf("%d",&order); // if(order!=(1||2||3||4)) // { // printf("worng input ,please input again.\n"); // continue; // } switch(order) { case 1 : if(state_door==1) { printf("the door has been opened before\n"); break; } if(state_lock==1) { printf("the door has been lock\n"); break; } state_door=1; break; case 2: if(state_door==0) { printf("the door has been closed before\n"); break; } if(state_lock==1) { printf("the door has been lock\n"); break; } state_door=0; break; case 3: if(state_door==1) { printf("the door has been opened before\n"); break; } if(state_lock==1) { printf("the door has been lock\n"); break; } state_lock=1; break ; case 4: if(state_door==1) { printf("the door has been opened before\n"); break; } if(state_lock==0) { printf("the door has not been lock\n"); break; } state_lock=0; break ; } } }

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