NFA转DFA程序设计

实验二：利用子集构造法实现NFA到DFA的转换

【问题描述】利用子集构造法实现NFA到DFA的转换。NFA的确定化
【输入形式】NFA

    参见样例。其中，第一列表示状态名，终状态用f表示；第二列和第三列分别表示输入字符a和b所到达的状态。

【输出形式】DFA

    参见样例。其中，第一列表示输入状态名；第二列表示重新命名的状态名，第三列和第四列分别表示输入字符a和b所到达的状态。

【要求】

确定各个子程序的功能并画出流程图
设计子集构造算法
编码、调试通过（C/C++语言编写）
设计3-5个NFA测试实例，检验程序能否输出正确的DFA。

样例中的NFA状态转换矩阵是由下图NFA状态转换图得到

【样例输入】

0 {1} {0,1}

1 {2} {NULL}

2 {2,f} {f}

f {NULL} {NULL}

【样例输出】

{0}ABC

{1}BD

{0,1,}CEC

{2}DFG

{1,2,}EFG

{2,f,}FFG

{f}G

【样例说明】

【评分标准】与输出不一致，0分。完成正确，2分。检查通过，3分。

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
#include <queue>
#include <cctype>
using namespace std;
string END;
const int MAXN=100;
int Max=0;
struct Node
{string data;struct Node *next_a,*next_b;Node(){next_a=next_b=NULL;}
}G[MAXN];//建图
void Create()
{string str;int Max=0;while(getline(cin,str)){if(str.length()<1)break;int d=int(str[0]-'0');if(str[0]=='f')d=Max+1;int a=0,b=0;string str_a,str_b;str_a.clear();str_b.clear();for(int i=1;i<str.length();i++){if(str[i]=='{'&&a==0)a=i+1;else if(str[i]=='{'&&a!=0){b=i+1;break;}}int k=a;while(str[k]!='}'&&str[k]!='N'){if(!(isdigit(str[k])||str[k]=='f')){++k;continue;}str_a+=str[k];++k;}k=b;while(str[k]!='}'&&str[k]!='N'){if(!(isdigit(str[k])||str[k]=='f')){++k;continue;}str_b+=str[k];++k;}Node* p=&G[d];for(int i=0;i<str_a.length();i++){if(isdigit(str_a[i])&&int(str_a[i]-'0')>Max)Max=int(str_a[i]-'0');while(p->next_a!=NULL)p=p->next_a;p->next_a=new Node;p=p->next_a;p->data=str_a[i];}p=&G[d];for(int i=0;i<str_b.length();i++){if(isdigit(str_b[i])&&int(str_b[i]-'0')>Max)Max=int(str_b[i]-'0');while(p->next_b!=NULL)p=p->next_b;p->next_b=new Node;p=p->next_b;p->data=str_b[i];}}Max++;for(int i=0;i<=Max;i++)  //替换掉所有的f{Node* p=G[i].next_a;while(p!=NULL){if(p->data=="f")p->data='0'+Max;p=p->next_a;}p=G[i].next_b;while(p!=NULL){if(p->data=="f")p->data='0'+Max;p=p->next_b;}}END+='0'+Max;
}
//输出首元素
void output(string str)
{cout<<"{";if(str.length()==1){char c='0'+str[0]-'0';if(str[0]!=END[0])cout<<c<<"}";else cout<<"f"<<"}";}else{for(int i=0;i<str.length();i++){if(str[i]!=END[0])cout<<str[i]<<",";else cout<<"f,";}cout<<"}";}
}
//获取后继状态，k==0是找输入a的，否则是b的
string get_next(Node* p,int k=0)
{string str;str.clear();Node* t=p;while(t!=NULL){str+=t->data;if(!k)t=t->next_a;else t=t->next_b;}return str;
}
//删除重复元素
void Del(string &str)
{string::iterator it=str.begin();for(;it!=str.end();it++){for(string::iterator it1=it+1;it1<=str.end()-1;it1++){if(*it1==*it)str.erase(it1);}}
}
//输出最终状态
void print()
{queue<string>Q;map<string,int>M,M1; //M是输出不重复，M1是用于添加总的M1["0"]=0;Q.push("0");int cur=0;while(!Q.empty())//&&Q.front()!=END){string tmp=Q.front();Q.pop();map<string,int>::iterator it=M.find(tmp);if(it!=M.end())continue;  //不输出重复的M.insert(pair<string,int>(tmp,M.size()+1));output(tmp);  //输出出发结点char c='A'+M.size()-1;cout<<c;string str_a,str_b;  //a存储输入a后的结论，b同理str_a.clear();str_b.clear();for(int i=0;i<tmp.length();i++){int d=int(tmp[i]-'0');str_a+=get_next(G[d].next_a,0);str_b+=get_next(G[d].next_b,1);Del(str_a);  //删除重复元素Del(str_b);}c='\0';  //初始化清空一次it=M1.find(str_a);if(str_a.length()>0&&it==M1.end())  //如果没在集合内部{cur++;c='A'+cur;M1.insert(pair<string,int>(str_a,cur));}else if(str_a.length()>0)c='A'+M1.find(str_a)->second;cout<<c;  //输出 输入a后的结果if(str_a.length()>0)Q.push(str_a);c='\0'; //初始化清空一次it=M1.find(str_b);if(str_b.length()>0&&it==M1.end()){cur++;M1.insert(pair<string,int>(str_b,cur));c='A'+cur;}else if(str_b.length()>0)c='A'+M1.find(str_b)->second;if(str_b.length()>0)Q.push(str_b);cout<<c<<endl;  //输出 输入b后的结果}
}int main()
{Create();print();
}/*
0 {0,1} {0,2}
1 {f} {NULL}
2 {NULL} {f}
f {f} {f}
*/

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