编译原理课程设计.docx
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编译原理课程设计
合肥工业大学
计算机与信息学院
课程设计
编译原理课程设计
专业班级：
学号：
姓名：
引言
本题的题目要求为:
对给定的正规式r1、r2，已知它们的NFA分别为M1、M2（其状态转换矩阵及初态、终态信息分别保存在指定文件中）。
构造一程序，由此程序构造正规式r1r2（或运算）的NFA（将其状态转换矩阵及初态、终态信息保存在指定文件中）。
程序实现前,需要两个文件存放正规式r1和r2,连接运算成功后,需要将新的正规式存放在新的文件中.故本实验共有三个文件:
nfa1.txt、nfa2.txt、nfa.txt，其中nfa1.txt、nfa2.txt为实验运行前建立的，nfa.txt是运行程序后程序建立的，存放的是连接后的正规式。
本课程设计用C++编写，用到了文件的输入输出流，连接运算并不复杂，故程序并不复杂。
一．概述
1．1设计内容
构造正规式r1r2（或运算）的NFA的程序实现。
1．2设计要求
对给定的正规式r1、r2，已知它们的NFA分别为M1、M2（其状态转换矩阵及初态、终态信息分别保存在指定文件中）。
构造一程序，由此程序构造正规式r1r2（或运算）的NFA（将其状态转换矩阵及初态、终态信息保存在指定文件中）。
二．设计的基本原理
2.1正规式与有限自动机的等价性
（1）对任何FAM，都存在一个正规式r，使得L（r）＝L（M）.
（2）对任何正规式r，都存在一个FAM，使得L（M）=L（r）.
2.2状态转换图的合并
三.程序设计
3.1总体方案设计
由于此题目较为简单,所以总体上有三个函数,分别是OnFile1（）,OnFile2（）和OnRun（）,OnRun（）函数完成r1、r2的或运算，而OnFile1（）和OnFile2（）函数完成对OnRun（（）函数的调用。
3.2各模块设计
本程序仅有一个函数，就是OnRun（）。
其中有几个功能模块：
1）文件的读与写,即将nfa1、nfa2写入输入文件流，将nfa与输出文件流关联;
2）正规式的或运算与输出（含有对原正规式的输出）;
3）关闭文件输入输出流.
四．程序测试
1.r1的NFA为M1,其状态转换矩阵及初态、终态信息为（&表示空串）:
5-9999（初态）
6-9999（终态）
5a5#
5b5#
5&1#
1a3#
1b4#
3a2#
4b2#
2&6#
6a6#
6b6@
状态转换图:
2.r2的NFA为M2,其状态转换矩阵及初态、终态信息为:
7-9999（初态）
10-9999（终态）
7c8#
7d9#
8c10#
8d9#
9c8#
9d10#
10c10#
10d10@
状态转换图:
3.程序执行后,得正规式r1r2的NFA,其状态转换矩阵及初态、终态信息为:
x-9999
z-9999
x&5#
5a5#
5b5#
5&1#
1a3#
1b4#
3a2#
4b2#
2&6#
6a6#
6b6#
6&y#
y&7#
7c8#
7d9#
8c10#
8d9#
9c8#
9d10#
10c10#
10d10#
10&z@
实验截图如下：
根据以上信息,可知OnRun（）实现的功能与正规式的或运算相同.
五．总结
通过状态转换图的或（合并、闭包）运算，可实现正规式与有限自动机的转换，以上程序可以实现或运算，同理，可以实现闭包和连接运算，所以正规式与有限自动机的转换这一过程可以用程序来实现。
通过本程序的编写，使我更深入了解了正规式与有限自动机的等价性，以及相互转换的过程，极大地锻炼了我的动手能力。
附录:
程序实现代码：
//编译原理Dlg.cpp:
implementationfile
//
#include"stdafx.h"
#include"编译原理.h"
#include"编译原理Dlg.h"
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#endif
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CAboutDlgdialogusedforAppAbout
classCAboutDlg:
publicCDialog
{
public:
CAboutDlg（）;
//DialogData
//{{AFX_DATA（CAboutDlg）
enum{IDD=IDD_ABOUTBOX};
//}}AFX_DATA
//ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides
//{{AFX_VIRTUAL（CAboutDlg）
protected:
virtualvoidDoDataExchange（CDataExchange*pDX）;//DDX/DDVsupport
//}}AFX_VIRTUAL
//Implementation
protected:
//{{AFX_MSG（CAboutDlg）
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP（）
};
CAboutDlg:
:
CAboutDlg（）:
CDialog（CAboutDlg:
:
IDD）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_INIT
}
voidCAboutDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CAboutDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CAboutDlg）
//Nomessagehandlers
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMyDlgdialog
CMyDlg:
:
CMyDlg（CWnd*pParent/*=NULL*/）
:
CDialog（CMyDlg:
:
IDD,pParent）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CMyDlg）
//NOTE:
theClassWizardwilladdmemberinitializationhere
//}}AFX_DATA_INIT
//NotethatLoadIcondoesnotrequireasubsequentDestroyIconinWin32
m_hIcon=AfxGetApp（）->LoadIcon（IDR_MAINFRAME）;
}
voidCMyDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CMyDlg）
DDX_Control（pDX,IDC_SHOWFILE2,m_showfile2）;
DDX_Control（pDX,IDC_SHOWFILE1,m_showfile1）;
DDX_Control（pDX,IDC_RUN,m_run）;
DDX_Control（pDX,IDC_FILE2,m_file2）;
DDX_Control（pDX,IDC_FILE,m_file）;
DDX_Control（pDX,IDC_FILE1,m_file1）;
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CMyDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CMyDlg）
ON_WM_SYSCOMMAND（）
ON_WM_PAINT（）
ON_WM_QUERYDRAGICON（）
ON_BN_CLICKED（IDC_RUN,OnRun）
ON_BN_CLICKED（IDC_FILE1,OnFile1）
ON_BN_CLICKED（IDC_FILE2,OnFile2）
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMyDlgmessagehandlers
BOOLCMyDlg:
:
OnInitDialog（）
{
CDialog:
:
OnInitDialog（）;
//Add"About..."menuitemtosystemmenu.
//IDM_ABOUTBOXmustbeinthesystemcommandrange.
ASSERT（（IDM_ABOUTBOX&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）;
ASSERT（IDM_ABOUTBOX<0xF000）;
CMenu*pSysMenu=GetSystemMenu（FALSE）;
if（pSysMenu!
=NULL）
{
CStringstrAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString（IDS_ABOUTBOX）;
if（!
strAboutMenu.IsEmpty（））
{
pSysMenu->AppendMenu（MF_SEPARATOR）;
pSysMenu->AppendMenu（MF_STRING,IDM_ABOUTBOX,strAboutMenu）;
}
}
//Settheiconforthisdialog.Theframeworkdoesthisautomatically
//whentheapplication'smainwindowisnotadialog
SetIcon（m_hIcon,TRUE）;//Setbigicon
SetIcon（m_hIcon,FALSE）;//Setsmallicon
//TODO:
Addextrainitializationhere
m_file1.EnableWindow（true）;
m_file2.EnableWindow（false）;
m_run.EnableWindow（false）;
number=0;
returnTRUE;//returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol
}
voidCMyDlg:
:
OnSysCommand（UINTnID,LPARAMlParam）
{
if（（nID&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）
{
CAboutDlgdlgAbout;
dlgAbout.DoModal（）;
}
else
{
CDialog:
:
OnSysCommand（nID,lParam）;
}
}
//Ifyouaddaminimizebuttontoyourdialog,youwillneedthecodebelow
//todrawtheicon.ForMFCapplicationsusingthedocument/viewmodel,
//thisisautomaticallydoneforyoubytheframework.
voidCMyDlg:
:
OnPaint（）
{
if（IsIconic（））
{
CPaintDCdc（this）;//devicecontextforpainting
SendMessage（WM_ICONERASEBKGND,（WPARAM）dc.GetSafeHdc（）,0）;
//Centericoninclientrectangle
intcxIcon=GetSystemMetrics（SM_CXICON）;
intcyIcon=GetSystemMetrics（SM_CYICON）;
CRectrect;
GetClientRect（&rect）;
intx=（rect.Width（）-cxIcon+1）/2;
inty=（rect.Height（）-cyIcon+1）/2;
//Drawtheicon
dc.DrawIcon（x,y,m_hIcon）;
}
else
{
CDialog:
:
OnPaint（）;
}
}
//Thesystemcallsthistoobtainthecursortodisplaywhiletheuserdrags
//theminimizedwindow.
HCURSORCMyDlg:
:
OnQueryDragIcon（）
{
return（HCURSOR）m_hIcon;
}
voidCMyDlg:
:
OnRun（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
inthead,rear,i=0,a,b;
charmiddle,tail;
ifstreaminfile1（"nfa1.txt",ios:
:
in）;
if（!
infile1）
{
cerr<<"openerrornfa1!
"<exit
（1）;
}
ifstreaminfile2（"nfa2.txt",ios:
:
in）;
if（!
infile1）
{
cerr<<"openerrornfa2!
"<exit
（1）;
}
ofstreamoutfile（"nfa.txt",ios:
:
out）;
if（!
outfile）
{
cerr<<"openerrornfa!
"<exit
（1）;
}
outfile<<'x'<<'\t'<<"-9999"<outfile<<'z'<<'\t'<<"-9999"<infile1>>head;
a=number;
outfile<<'x'<<'\t'<<'&'<<'\t'<infile1>>head;
infile1>>head;
infile1>>head;
do{
inttemp=number;
infile1>>head>>middle>>rear>>tail;
if（head==rear）
{
outfile<}
else
{
number++;
outfile<}
}while（tail!
='@'）;
outfile<infile2>>head;
a=number;
infile2>>head;
infile2>>head;
infile2>>head;
outfile<<'x'<<'\t'<<'&'<<'\t'<inttemp;
do{
temp=number;
infile2>>head>>middle>>rear>>tail;
if（tail=='@'）
{
if（head==rear）
{
outfile<outfile<}
else
{
number++;
outfile<outfile<}
break;
}
else
{
if（head==rear）
{
outfile<}
else
{
number++;
outfile<}
}
}while
（1）;
outfile.close（）;
infile2.close（）;
infile1.close（）;
CFilefile;
file.Open（"nfa.txt",CFile:
:
modeReadWrite）;
file.Read（show.GetBuffer（file.GetLength（））,file.GetLength（））;
file.Close（）;
GetDlgItem（IDC_FILE）->SetWindowText（show）;
m_file1.EnableWindow（true）;
m_file2.EnableWindow（false）;
m_run.EnableWindow（false）;
}
voidCMyDlg:
:
OnFile1（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
CStringstr;
CFilef;
f.Open（"nfa1.txt",CFile:
:
modeReadWrite）;
f.Read（str.GetBuffer（f.GetLength（））,f.GetLength（））;
f.Close（）;
GetDlgItem（IDC_SHOWFILE1）->SetWindowText（str）;
m_file1.EnableWindow（false）;
m_file2.EnableWindow（true）;
m_run.EnableWindow（false）;
}
voidCMyDlg:
:
OnFile2（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
CStringstr;
CFilef;
f.Open（"nfa2.txt",CFile:
:
modeReadWrite）;
f.Read（str.GetBuffer（f.GetLength（））,f.GetLength（））;
f.Close（）;
GetDlgItem（IDC_SHOWFILE2）->SetWindowText（str）;
m_file1.EnableWindow（false）;
m_file2.EnableWindow（false）;
m_run.EnableWindow（true）;
}
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