NFA(不确定的有穷自动机)转化为DFA(确定的有穷自动机)

NFA转换DFA,通常是将带空串的NFA(即:ε-NFA)先转化为不带空串的NFA(即:NFA),然后再转化为DFA。

提示:ε是空串的意思!空串没有任何字符!

这里直接讲将ε-NFA转化为DFA的过程,将NFA转化为DFA的情况类似。

转化的过程总的来说有两大步骤:ε-NFA转化为DFA,以及DFA简化

ε-NFA转化为DFA前件知识

1、对状态图进行改造

增加状态X,Y,使之成为新的唯一的初态和终态,从X引ε弧到原初态节点,从原终态节点引ε弧到Y节点。

2、利用子集法对NFA进行确定化。

  • 子集法

子集法:将NFA转化为接受同样语言的DFA。

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NFA读入一个符号后可能达到的所有状态

如上图,A对应ε-NFA的0和1状态,A代表的是一组状态。因此,DFA使用它的状态去记录NFA读入一个符号后可能达到的所有状态。

  • 构造状态转化表

    • ε-closure(ε-闭包)

状态集合I的ε-闭包是一状态集。

任何状态q∈I,则q∈ε-closure(I)

任何状态q∈I,则q经任意条ε弧而能到达的状态q'∈ε-closure(I)

比如上图,假设I={0},那么0∈ε-closure(I);并且0经ε弧能到达1状态,因此,1∈ε-closure(I)。即:ε-closure({0})={0,1}。

案例再现

可能前面的理论有些乱,理不清,这里用一个例题演绎如何将ε-NFA转化为DFA。

已知下面的NFA图,求确定后的DFA:

①改造状态图:在起始状态分别加上X、Y状态,连接输入符号为ε。

②状态转换表

状态集合 \状态 0 1
A={X,0,2,1} B={2,3,1} C={2,1}
B={2,3,1} D={2,4,3,1,Y} C={2,1}
C={2,1} B={2,3,1} C={2,1}
D={2,4,3,1,Y} D={2,4,3,1,Y} C={2,1}

!提示:A,B,C,D表示状态集合;0,1分别表示状态0和1。第二行第二列表示状态集合A的状态在输入符号0后到达的状态的ε-闭包为B={2,3,1}

获得改造后的状态图后,我们找到起始状态为X,由于X与0之间是输入的ε符号,所以X与0等价;同理,0与2等价,1与2等价。所以,起始状态有{X,0,2,1},我们给它命名为状态A。

再看第二列,处于起始状态A时,当输入字符为0时到达的状态分别有:2输入0到达2本身;1输入0到达3,因此还有3状态。再看与2等价的状态有:1;与3等价的状态无。因此,输入字符0时到达的状态有{2,3},它的闭包是:{2,3,1}。

第三列同理,处于起始状态A时,当输入字符为1时到达的状态只有2。2的等价状态有1。因此,输入字符1时A到达的状态有{2},它的闭包是{2,1}。

!注意:状态转换表里面填入的是闭包结果。

最后得到的DFA图为:(未简化)

DFA简化

状态S和状态T等价的条件
  • 一致性条件:状态S和T必须同时为可接受状态不可接受状态
  • 蔓延性条件:对于所有符号,状态S和T必须转换到等价的状态里。
DFA简化算法:

1、假定一个集合中的状态都是等价的,首先将DFA的所有状态放在一个集合I中。

2、所有状态分成两个子集——终态集和非终态集。运用判定状态等价原则分别对两个子集的状态进行分析和划分。若发现某个状态与其他状态不等价,则将其作为一个新的状态子集,如果无法区分,则放在同一子集中。

3、从每个子集中选出一个状态做代表,即可构成简化的DFA。

4、含有原来初态的子集仍为初态,各终态的子集仍为终态。

案例再现

将上面未简化的DFA图简化:

①I = {A,B,C,D}

②拆分终态集和非终态集:

非终态集{A,B,C}+终态集{D}

③对{A,B,C}继续拆分:

A输入0后到达B,而B⊆{A,B,C},故A不能拆分;

再看B,B输入0后到达D,而D{A,B,C},故B可以拆分;

再看C,C输入0后到达B,B⊆{A,B,C},故C也不能拆分。

综上:{A,B,C}可拆分为{A,C}+{B}。

④对{A,C}继续拆分:

A输入1时到达C,而C⊆{A,C},故A不可拆分;

再看C,C输入1时到达C状态,而C⊆{A,C},故C也不可拆分。

⑤综合起来,上面未简化的DFA图简化后得到的状态应该是:{A,C}+{B}+{D}。

!注意:同一个{}大括号里面的状态是等价的,因此,画图时选其一即可。

简化后的DFA图为:

Are you got it?(你学会了吗?)

NFA转化为DFA的更多相关文章

  1. 非确定的自动机NFA确定化为DFA

    摘要: 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,有限自动机FA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DFA和非确定的有限自动机NFA.在非确 ...

  2. 第八次作业-非确定的自动机NFA确定化为DFA

    NFA 确定化为 DFA 子集法: f(q,a)={q1,q2,…,qn},状态集的子集 将{q1,q2,…,qn}看做一个状态A,去记录NFA读入输入符号之后可能达到的所有状态的集合. 步骤: 1. ...

  3. 编译原理之非确定的自动机NFA确定化为DFA

    1.设有 NFA M=( {0,1,2,3}, {a,b},f,0,{3} ),其中 f(0,a)={0,1}  f(0,b)={0}  f(1,b)={2}  f(2,b)={3} 画出状态转换矩阵 ...

  4. 作业八——非确定的自动机NFA确定化为DFA

    NFA 确定化为 DFA 子集法: f(q,a)={q1,q2,…,qn},状态集的子集 将{q1,q2,…,qn}看做一个状态A,去记录NFA读入输入符号之后可能达到的所有状态的集合. 步骤: 1. ...

  5. 第八次——非确定的自动机NFA确定化为DFA

    NFA 确定化为 DFA 子集法: f(q,a)={q1,q2,…,qn},状态集的子集 将{q1,q2,…,qn}看做一个状态A,去记录NFA读入输入符号之后可能达到的所有状态的集合. 步骤: 1. ...

  6. 编译原理:非确定的自动机NFA确定化为DFA

    1.设有 NFA M=( {0,1,2,3}, {a,b},f,0,{3} ),其中 f(0,a)={0,1}  f(0,b)={0}  f(1,b)={2}  f(2,b)={3} 画出状态转换矩阵 ...

  7. 第八次-非确定的自动机NFA确定化为DFA

     提交作业 NFA 确定化为 DFA 子集法: f(q,a)={q1,q2,…,qn},状态集的子集 将{q1,q2,…,qn}看做一个状态A,去记录NFA读入输入符号之后可能达到的所有状态的集合. ...

  8. 编译原理-NFA转化成DFA

    1.假定NFA    M=<S,∑,f,S0,F>    对M的状态转换图进行以下改造: ①引进新的初态结点X和终态结点Y,    X,Y∈S,    从X到S0中的任意结点连一条ε箭弧, ...

  9. 正规式转化为DFA

    https://www.bilibili.com/video/BV1dj411f7AR?p=50 例题:

随机推荐

  1. 记录一个问题:macos High Sierra 10.13.6 内核内存泄漏,导致内存满而不得不重启

    kernel_task进程占用内存10g以上,使用中突然提示内存不足,要求杀死工作进程,不得不强按电源键来关机重启. 升级之前,版本大约是macos High Sierra 10.13.4, 系统频繁 ...

  2. 浅析DOM 与 html ,xml。

    DOM= Document Object Model,文档对象模型,DOM可以以一种独立于平台和语言的方式访问和修改一个文档的内容和结构.是表示和处理一个HTML或XML文档的常用方法. DOM定义了 ...

  3. Windows如何搭建SSL通信(非Web)

    自己研究了会儿,把结论发出来给有需要的人 第一步:准备环境 首先需要一台服务器(这不是废话吗),我这边用的windows2003, 还需要一台客户端,我用的是windwos2008 第二步:服务器环境 ...

  4. MySQL基本使用(开机自启动-环境变量-忘记密码-统一编码)

    目录 一:mysql简介 1.什么是MySQL? 2.MySQL的本质 3.MySQL的特点与优势 二:基本操作命令 1.登录服务端 2.2.结束符c 3.查看当前所有的库名称 4.取消之前的命令 5 ...

  5. Java语法专题1: 类的构造顺序

    合集目录 Java语法专题1: 类的构造顺序 问题 下面的第二个问题来源于Oracle的笔试题, 非常经典的一个问题, 我从07年开始用了十几年. 看似简单, 做对的比例不到2/10. 描述一下多级继 ...

  6. StarUML官网地址 http://staruml.io/

    StarUML官网地址 http://staruml.io/

  7. Android基本控件Spinner的简单使用【转】

    Android基本控件Spinner的简单使用 感谢大佬:https://blog.csdn.net/bingocoder/article/details/80469939 学习过了Textview, ...

  8. Callable接口及Futrue接口详解

    Callable接口 有两种创建线程的方法-一种是通过创建Thread类,另一种是通过使用Runnable创建线程.但是,Runnable缺少的一项功能是,当线程终止时(即run()完成时),我们无法 ...

  9. 部署YUM仓库及NFS共享服务

    部署YUM仓库及NFS共享服务 目录 部署YUM仓库及NFS共享服务 一.YUM仓库服务 1. YUM概述 2. 部署YUM软件仓库 (1)准备安装源 ①YUM仓库的种类 ②RPM软件包的来源 ③构建 ...

  10. 问题描述 ens33 不见了

    事情是这样紫的 我今天用Xshell 连接Linux 发现连接不上去百思不得其解,然后就去Linux里看 ifconfig 的配置,然后发现 ens33居然不见了,就只有lo 和 virbr()  , ...