DFA的编程实现含源代码实验报告Word格式.docx
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通过本次实验，加深对DFA及其识别的语言的理解，学习对一般的DFA的表达方法与编程实现方法。
编写一个C语言程序，模拟实现DFA识别字符串的过程。
（1）DFA的输入；
（2）DFA的存储与读写；
（3）DFA的正确性检查；
（4）DFA的语言集列表显示；
（5）DFA的规则字符串判定；
容说明：
（1）DFA的输入：
分别输入DFA的“字符集”、“状态集”、“开始状态”、“接受状态集”、“状态转换表”等容，并保存在设定的变量中。
（2）DFA的存储与读写：
将上述DFA的五元组保存在一个文本文件中，扩展名指定为.dfa。
请自行设计DFA文件的存储格式，并说明其含义。
能将保存在存变量中的DFA写入DFA文件，也能将DFA文件读入存中。
（思考：
对稀疏DFA（转换表中为空的地方较多）或用“或”表达转换的DFA（如下的测试用例三），如何改进DFA转换表的表达。
）
（3）DFA的正确性检查：
检查所有集合的元素的唯一性。
检查“开始状态”是否唯一，并是否包含在“状态集”中。
检查“接受状态集”是否为空，并是否包含在“状态集”中。
检查“状态转换表”是否满足DFA的要求。
检查“状态转换表”并非填满时的处理是否得当…
（4）DFA的语言集列表显示：
输入待显示的字符串的最大长度N，输出以上定义的DFA的语言集中长度≤N的所有规则字符串。
（提示：
注意算法中while循环的次数）
（5）DFA的规则字符串判定：
输入（或用字符集随机生成）一个字符串，模拟DFA识别字符串的过程判定该字符串是否是规则字符串（属于DFA的语言集）。
测试用例：
DFA
（一）
DFA
（二）
DFA（三）
实验要求：
按照《编译原理及实践》参考书第二章中描述的“while循环+双层case选择”的算法编程实现一般的DFA。
要求能通过以上三个测试用例的测试。
完成容中
（1）（5）部分，可得C。
完成容中
（1）
（2）（5）部分，可得B。
完成容中
（1）
（2）（4）（5）部分，可得A。
完成全部容，可得奖励。
判定算法概要：
准备：
开始状态s0,接受状态集F,状态转换表T（s,c）,sS,c
c=getchar（）;
s=开始状态s0;
while（c!
=EOF）//输入未结束则循环…
{
s=T（s,c）;
if（s==NULL）
error（）;
}
if（s接受状态集F）
accept（）;
else
error（）;
通用DFA存储格式的建议：
（用以上的第三个测试DFA为例）
3//字符集中的字符个数（以下两行也可合并成一行）
/*o//以空格分隔的字符集。
O代表任意非/和*的字符
5//状态个数（以下两行也可合并成一行）
12345//状态编号。
若约定总是用从1开始的连续数字表示，则此行可省略
1//开始状态的编号。
若约定为1，则此行可省略
1//结束状态个数。
5//结束状态的编号
2-1-1//状态1的所有出去的转换。
按字符集中的字符顺序给出。
-1表示出错状态
-13-1
343
543
-1-1-1
实验报告：
同时上交纸质报告与电子版报告。
纸质报告以实验分析、实验中遇到的问题及解决方法、实验测试（含屏幕截图）、实验心得等为主，不得大量引用源程序（引用源程序总行数不得超过100行）。
电子版报告以源程序、测试用例、输出文件等为主，包括纸质报告的电子版，须确保提并的源程序能编译运行，否则不要上交。
电子版请发送到248133074qq.，标题请写明学号、与实验编号，形如：
<
实验一>
<
学号>
>
。
不得抄袭实验报告与源程序，否则后果自负！
提高容：
（1）图形化的用户界面；
（2）任意DFA的状态转换图、状态转换表的图形绘制；
附实验报告源码
实验一DFA的编程实现
实验分析：
DFA的初始化
一个DFA的基本信息状态集、字符集、开始状态、结束状态集、状态转换表；
在程序中状态集、字符集、开始状态、结束状态集都用string类型来表示，即可不用考虑用户输入容的长度。
但缺点是字符集只能是字符而不可以是字符串。
状态转换表：
为三个字符的字符串，第一个为当前状态，第二个为输入字符，第三个为下一状态。
用vector容器存放转换函数的容
字符串判断
初始化一个DFA，后可以通过一下算法判断一个字符串是否符合该DFA。
error（）;
在实际编写代码中的体现为
voididentify（）//判断字符串
{
cout<
"
请输入字符串"
endl;
stringstr;
cin>
str;
inti=0;
charpresent=StartStates;
while（i<
str.length（））
{
present=move（present,str[i]）;
//move函数即去遍历转换表，返回下个状态
if（present=='
N'
）//N即为move返回错误的状态，
{
break;
}
i++;
}
if（FinalStates.find（present）!
=FinalStates.npos）//如果返回的状态用find函数属于最终状态集则表示识别
cout<
该自动机识别此字符串"
该自动机不识别此字符串"
}
对DFA的存储与读写
将DNF的信息写入文件中，
第一行：
字符集；
第二行：
状态集;
第三行：
开始状态；
第四行：
结束状态集；
以下行写入状态转换表
按照既定的规定读取文件
中的数据将其赋值，然后
初始化DFA即可；
DFA的语言集列表显示：
这一个模块应该是这个实验中比较难的一部分了。
我并没有使用while循环的这个做法。
而是用函数递归，通过所有字符集的路径去遍历整个DFA。
最后将符合条件的字符串输出；
voidTraversal（charpresent,intN,stringstrass="
）//遍历DFA的语言集列表
||N<
0）//若路径已经大于N或者当前状态错误，停止递归
return;
N--;
=FinalStates.npos）
该自动机识别字符串:
strass<
for（inti=0;
i<
Alphabet.length（）;
i++）
stringtemp;
temp=strass;
strass+=Alphabet[i];
Traversal（move（present,Alphabet[i]）,N,strass）;
strass=temp;
递归终止条件的判断。
当N--时，N小于0，或者遍历到无路可走是便终止
遇到的问题:
对于递归的终止条件写得不够明确。
递归前对字符串赋值strass赋值，递归后应该还原，这一点没有想到。
调试了很久。
总结，对递归的具体编写还是不熟悉。
目前的代码，字符集和状态只能是一个字符，若要优化可以用vector<
string>
容器存储即可；
实验用例：
实验结果：
判断字符串：
显示小于N的语言集：
读取DFA文件：
实验总结：
在这次实验中，学习对一般的DFA的表达方法与编程实现方法。
对课本提供的算法有了更深刻的认识。
在编写和调试代码的过程中对自身的编程能力也有了很大的提高。
对自动机和其识别语言有了更透彻的理解。
在动手编程之前一定要好好明确实验的理论准备和思路的理清，能帮助我们在实验过程中少走更多的弯路。
总之在这次实验中收获很多，提高了动手能力和分析问题的能力。
源代码：
//构造一个DFA
#include<
iostream>
vector>
fstream>
usingnamespacestd;
classTransitionTable
public:
charpresent;
//当前状态
charnext;
//下一状态
charinput;
//输入字符
TransitionTable（charP,charI,charD）
present=P;
next=D;
input=I;
};
classDFA
DFA（）
1、手动输入，2、读取txt文件"
intselect;
select;
if（select==1）
inti（）;
if（select==2）
read（）;
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