将不确定的有限自动机转换为确定的自动机
nfa转化为dfa例题详解

确定有限自动机(NFA )到确定有限自动机(DFA )的转化是正则表达式和有限自动机等形式化语言理论中的一个重要概念。
这个过程涉及将非确定性自动机转化为等价的确定性自动机。
下面是一个简单的例子,演示如何将一个NFA 转化为DFA 。
示例 NFA:考虑一个NFA ,它接受所有包含子串 "01" 的二进制字符串。
NFA 状态转移图:NFA 状态转移规则:1. q0→0q12. q1→1q23. q2→1,εq34. q3→1,εq35. q3→0,εq0NFA 状态图解释:•q0 是起始状态。
•q2 是接受状态。
•从 q0 开始,读入 "0" 到达 q1,再读入 "1" 到达 q2,形成 "01" 子串。
•从 q2 通过 "1" 和 ε 达到 q3,表示可以在 "01" 后面追加 "1"。
•q3 可以通过 "1" 和 ε 一直回到自身,表示可以在 "01" 后面追加任意数量的 "1"。
• q3 还可以通过 "0" 和 ε 返回到 q0,表示可以在任意位置重新开始 "01" 的匹配。
NFA到DFA转换:下面是将上述NFA转化为DFA的步骤:1.构建子集构造法的初始状态:初始状态是 NFA 的起始状态的ε-闭包。
在这个例子中,初始状态为 {q0, q3}。
2.状态扩展:对于每个状态集合,找出它的ε-闭包,并对每个可能的输入符号应用状态转移规则,形成新的状态集合。
–对于输入 "0":•从 {q0, q3} 中的 q0 通过 "0" 可以到达 q1,形成 {q1}。
–对于输入 "1":•从 {q0, q3} 中的 q0 通过 "1" 可以到达 q2,形成 {q2}。
临沂大学继续教育编译原理-题库

编译原理-题库1、关于有限自动机叙述正确的是()A、有限自动机分为确定的有限自动机和不确定的有限自动机B、有限自动机可由状态转换图表达C、有限自动机可由状态转换矩阵表达D、有限自动机可以识别正规集答案:ABCD2、编译原理各阶段的工作都涉及到()A、表格管理B、语法分析C、出错处理D、代码优化答案:AC3、程序语言一般分为()和()A、高级语言B、专用程序语言C、低级语言D、通用程序语言答案:AC4、高级语言的翻译方式有()和()A、汇编方式B、模拟方式C、解释方式D、编译方式答案:CD5、语法分析器的常用方法是()A、自顶向下B、自底向上C、自左向右D、自右向左答案:AB6、请说明你使用的语法分析方法()A、LL1B、OPGC、LRD、YACC答案:ABCD7、数据的逻辑结构有哪些()A、集合结构B、线性结构C、树形结构D、图形结构答案:ABCD8、NFA与DFA的不同之处()A、初态定义不同B、字母表定义不同C、转换函数定义不同D、终态定义不同答案:AC9、A、B、C、D、答案:A 10、A、B、C、D、答案:C 11、A、是B、不是C、无法判断D、可能答案:A12、A、上下文有关B、上下文无关C、正则D、0型答案:C13、A、B、C、D、答案:D14、A、B、C、D、答案:D15、LL(1)文法的充要条件是( )。
A、B、该文法对应的LL(1)分析表中每个项目最多只有一条产生式。
C、A和BD、都不是答案:B16、文法A->aAb|ab生成的语言是( )。
A、{ab}B、{aAb}C、D、答案:C17、以下说法中正确的是( )A、B、C、D、答案:B18、8. 正则式的“*”读作( )。
A、并且B、连接C、正则闭包D、闭包答案:D19、一个LR(0)文法一定是SLR(1)文法。
答案:正确20、在类型声明文法中,类型属性type是继承属性。
答案:正确21、在构造递归下降伪代码时,将非终结符A翻译为一个匹配过程match(A)。
电子科技大学编译原理--B答案--网络教育

《计算机编译原理》试卷B参考答案一、单项选择题(每小题1分,共25分)1、有文法G:E→E*T|TT→T+i|i句子1+2*8+6按该文法G归约,其值为___B___。
A、23B、42C、30D、172、规范归约指___B___。
A、最左推导的逆过程B、最右推导的逆过程C、规范推导D、最左归约的逆过程3、词法分析所依据的是___B___。
A、语义规则B、构词规则C、语法规则D、等价变换规则4、词法分析器的输出结果是___C___。
A、单词的种别编码B、单词在符号表中的位置C、单词的种别编码和自身值D、单词自身值5、正规式M1和M2等价是指___C___。
A、M1和M2的状态数相等B、M1和M2的有向弧条数相等C、M1和M2所识别的语言集相等D、M1和M2状态数和有向弧条数相等6、下面的状态转换图接受的字集为___D___。
A、以0开头的二进制数组成的集合B、以0结尾的二进制数组成的集合C、含奇数个0的二进制数组成的集合D、含偶数个0的二进制数组成的集合7、词法分析器作为独立的阶段使整个编译程序结构更加简洁、明确,因此,___B___。
A、词法分析器应作为独立的一遍B、词法分析器作为子程序较好C、词法分析器分解为多个过程,由语法分析器选择使用D、词法分析器并不作为一个独立的阶段8、若a为终结符,则A→α·aβ为___B___项目A、归约B、移进C、接受D、待约9、若项目集I k含有A→α·,则在状态k时,仅当面临的输入符号a∈FOLLOW(A)时,才采取“A→α·”动作的一定是___D___。
A、LALR文法B、LR(0)文法C、LR(1)文法D、SLR(1)文法10、就文法的描述能力来说,有___C___。
A、SLR(1)⊂LR(0)B、LR(1)⊂LR(0)C、SLR(1)⊂LR(1)D、无二义文法⊂LR(1)11、在LR(0)的ACTION子表中,如果某一行中存在标记“r j”的栏,则___A___。
大连理工大学编译原理复习

编译技术命题指导意见教学内容知识点及题型第一章编译器概述A (1)编译的阶段划分[选择题2分][1] 编译程序绝大多数时间花在( )上。
A. 出错处理B. 词法分析C. 目标代码生成D. 符号表管理答案:D[2] ( ) 和代码优化部分不是每个编译程序都必需的。
A. 语法分析B. 中间代码生成C. 词法分析D. 代码生成答案:B[3] 编译程序前三个阶段完成的工作是( )。
A. 词法分析、语法分析和代码优化B. 代码生成、代码优化和词法分析C. 词法分析、语法分析和语义分析D. 词法分析、语法分析和代码生成答案:C(2)遍的概念[填空题2分][1] 编译阶段的活动常用一遍扫描来实现,一遍扫描包括和。
答案:读一个输入文件写一个输出文件[2] 将编译程序分成若干个“遍”是为了________。
答案:使程序的结构更加清晰[3] 编译器从逻辑上可以分为7个阶段,其中,可以作为一个后端遍的是___________阶段。
答案:代码生成(3)前端和后端的划分[简答题5分][1] 什么是前端?[5分]答案:编译器分成分析和综合两大部分。
分析部分揭示源程序的基本元素和它们所形成的层次结构,决定它们的含义,建立起源程序的中间表示,分析部分经常被称为前端。
[2] 什么是后端?[5分]答案:编译器分成分析和综合两大部分。
综合部分从源程序的中间表示建立起和源程序等价的目标程序,它经常被称为后端。
[3] 什么是前端?什么是后端?[5分]答案:编译器分成分析和综合两大部分。
分析部分揭示源程序的基本元素和它们所形成的层次结构,决定它们的含义,建立起源程序的中间表示,分析部分经常被称为前端。
综合部分从源程序的中间表示建立起和源程序等价的目标程序,它经常被称为后端。
第二章2.1 2.2 词法记号的定义及描述B (1)词法分析器的功能[选择题2分][1] 词法分析程序的输出结果是()。
A. 单词的种别编码B. 单词在符号表中的位置C. 单词的种别编码和单词属性值D. 单词的单词属性值答案:C[2] 词法分析器用于识别_____。
NFA转化为DFA的转换算法及实现

NFA转化为DFA的转换算法及实现摘要确定有限⾃动机确定的含义是在某种状态,⾯临⼀个特定的符号只有⼀个转换,进⼊唯⼀的⼀个状态。
不确定的有限⾃动机则相反,在某种状态下,⾯临⼀个特定的符号是存在不⽌⼀个转换,即是可以允许进⼊⼀个状态集合。
在⾮确定的有限⾃动机NFA中,由于某些状态的转移需从若⼲个可能的后续状态中进⾏选择,故⼀个NFA对符号串的识别就必然是⼀个试探的过程。
这种不确定性给识别过程带来的反复,⽆疑会影响到FA的⼯作效率。
⽽DFA则是确定的,将NFA转化为DFA将⼤⼤提⾼⼯作效率,因此将NFA转化为DFA是有其⼀定必要的。
对于任意的⼀个不确定有限⾃动机(NFA)都会存在⼀个等价的确定的有限⾃动机(DFA),即L(N)=L(M)。
本⽂主要是介绍如何将NFA转换为与之等价的简化的DFA,通过具体实例,结合图形,详细说明转换的算法原理。
关键词:有限⾃动机;确定有限⾃动机(DFA),不确定有限⾃动机(NFA)AbstractFinite automata is determinate and indeterminate two class. Determine the meaning is in a certain state, faces a particular symbol only one conversion, enter only one state. Not deterministic finite automata is the opposite, in a certain state, faces a particular symbol is the presence of more than one conversion, that is to be allowed to enter a state set.Non deterministic finite state automata NFA, because of some state are transferred from a number of possible follow-up state are chosen, so a NFA symbol string recognition must be a trial process. This uncertainty to the recognition process brought about by repeated, will undoubtedly affect the efficiency of the FA. While the DFA is determined, converting NFA to DFA will greatly improve the working efficiency, thus converting NFA to DFA is its necessary.For any a nondeterministic finite automaton ( NFA ) can be an equivalent deterministic finite automaton ( DFA ), L ( N ) =L ( M ). This paper mainly introduces how to convert NFA to equivalent simplified DFA, through concrete examples, combined with graphics, a detailed description of the algorithm principle of conversion.Keywords::finite automata; deterministic finite automaton ( DFA ), nondeterministic finite automaton ( NFA⽬录1.前⾔: (1)1.1背景 (1)1.2实践⽬的 (1)1.2课程实践的意义 (1)2.NFA和DFA的概念 (2)2.1 不确定有限⾃动机NFA (2)2.2确定有限⾃动机DFA (3)3.从NDF到DFA的等价变化步骤 (5)3.1转换思路 (5)3.2.消除空转移 (5)3.3⼦集构造法 (7)4程序实现 (9)4.1程序框架图 (9)4.2 数据流程图 (9)4.3实现代码 (10)4.4运⾏环境 (10)4.5程序实现结果 (10)5.⽤户⼿册 (12)6.课程总结: (12)7.参考⽂献 (12)8. 附录 (13)1.前⾔:1.1背景有限⾃动机作为⼀种识别装置,它能准确地识别正规集,即识别正规⽂法所定义的语⾔和正规式所表⽰的集合,引⼊有穷⾃动机这个理论,正是为词法分析程序的⾃动构造寻找特殊的⽅法和⼯具。
有限状态自动机的确定化

有限状态自动机的确定化姓名:翟彦清学号:E10914127一、实验目的设计并实现将 NFA确定化为DFA的子集构造算法,从而更好地理解有限自动机之间的等价性,掌握词法分析器自动产生器的构造技术。
该算法也是构造LR分析器的基础。
输入:非确定有限(穷)状态自动机。
输出:确定化的有限(穷)状态自动机二、实验原理一个确定的有限自动机(DFA M可以定义为一个五元组,M k( K,E, F, S, Z),其中:(1)K是一个有穷非空集,集合中的每个元素称为一个状态;(2)刀是一个有穷字母表,刀中的每个元素称为一个输入符号;(3)F是一个从K XE^ K的单值转换函数,即 F (R, a)= Q ( R, Q€ K)表示当前状态为R,如果输入字符 a,则转到状态 Q,状态Q称为状态R的后继状态;(4)S€ K,是惟一的初态;(5)Z K,是一个终态集。
由定义可见,确定有限自动机只有惟一的一个初态,但可以有多个终态,每个状态对字母表中的任一输入符号,最多只有一个后继状态。
对于DFAM,若存在一条从某个初态结点到某一个终态结点的通路,则称这条通路上的所有弧的标记符连接形成的字符串可为DFAM所接受。
若M的初态结点同时又是终态结点,则称&可为 M所接受(或识别),DFA M所能接受的全部字符串(字)组成的集合记作 L(M)。
一个不确定有限自动机(NFA M可以定义为一个五元组,M=(K, E, F, S, Z), 其中:( 1) k 是一个有穷非空集,集合中的每个元素称为一个状态;(2)E是一个有穷字母表,E中的每个元素称为一个输入符号;(3)F是一个从K xE^ K的子集的转换函数;(4)S K,是一个非空的初态集;(5)Z K,是一个终态集。
由定义可见,不确定有限自动机 NFA与确定有限自动机DFA的主要区别是:(1)NFA的初始状态S为一个状态集,即允许有多个初始状态;(2)NFA中允许状态在某输出边上有相同的符号,即对同一个输入符号可以有多个后继状态。
编译原理习题

第三章词法分析练习3.1给出一个正则表达式和自动机,使之表示满足下面条件的0、1序列:1)只包含两个1。
2)不包含连续的1。
3)包含偶数个1。
3.2写出下面符号串集的正则表达式:1){a,b,c}a偶数出现2){a,b,c}不包含子串baa3)二进制数,大于1010014)二进制数,4的倍数5)偶数个0奇数个1的0/1串3.3构造识别下列正则表达式定义的NFA:1)(a|(b)+2)(a*|(b*)*3)(a|(bc)*d*4)((0|1)*(2|3)*)|00115)(a|b)*abb(a|b)*3.4为下列正则表达式构造极化的DFA:1)(a|b)*a(a|b)2)(a|b)*a(a|b)(a|b)3.5利用自动机原理构造模式匹配程序,即构造一个程序,使它能识别给定a/b串是不是a i b j a k b m类串:,其中i和j是大于等于0的整数,而k和m是大于0的整数。
3.5将下面不确定自动机NFA转换为确定自动机DFA:3.6将下面不确定自动机NFA转换为确定自动机DFA:3.7试将下面不确定自动机NFA转换为确定自动机DFA:3.8试写出下面确定自动机DFA的正则表达式:3.9设置一个名字表NameL和整数表ConstL,当遇到标识符时,将其字符串送入名字表NameL,并把其名字表地址作为标识符的Value值。
整常数情形也一样,不要求翻译成二进制数。
要求在NameL表和ConstL表中没有相同元素。
试用C语言写一个针对上述单词集的词法分析器。
单词class valuebegin BeginSymbend EndSymbvar VarSymbinteger IntSymbif IfSymbthen ThenSymbelse ElseSymb;SemiSymb:ColonSymb:=AssigSymb<LittleSymb<=LittEquiSymb标识符IdentSymb名字表地址整常数ConstSymb常数表地址3.10实数的语法定义如下面所述:<实数>::=<整数部分><小数部分><指数部分><整数部分>::=<数字>|<整数部分><数字><小数部分>::=ε|.<整数部分><指数部分>::=ε|e<指数符号><整数部分><指数符号>::=ε|+|-试写出实数的非确定自动机。
编译原理课后习题答案

编译原理课后习题答案编译原理习题答案习题11.1翻译程序:把⽤某种程序设计语⾔(源语⾔)编写的程序(源程序)翻译成与之等价的另⼀种语⾔(⽬标语⾔)的程序(⽬标程序)。
编译程序:⼀种翻译程序,将⾼级语⾔编写的源程序翻译成等价的机器语⾔或汇编语⾔的⽬标程序。
1.2词法分析、语法分析、语义分析和中间代码⽣成、代码优化、⽬标代码⽣成1.3词法分析:根据语⾔的词法规则对构成源程序的符号进⾏扫描和分解,识别出⼀个个的单词。
语法分析:根据语⾔的语法规则,把单词符号串分解成各类语法单位。
语义分析及中间代码⽣成:对语法分析识别出的语法单位分析其含义,并进⾏初步翻译。
代码优化:对中间代码进⾏加⼯变换,以产⽣更⾼效的⽬标代码。
⽬标代码⽣成:将中间代码变换成特定机器上的绝对指令代码、可重定位的指令代码或会变指令代码。
以上5个阶段依次执⾏。
习题22.1 (1)有穷⾮空的符号集合(2)利⽤产⽣是规则A->v将A替换为v时与A的上下⽂⽆关。
(3)略(4)推导是把句型中的⾮终结符⽤⼀个产⽣是规则的右部开替代的过程;直接推导是将⾮终结符的替代结果只⽤了⼀次产⽣式规则。
(5)略(6)⼀个句型的最左直接短语(7)如果⼀个⽂法存在某个句⼦对应两棵不同的语法树或有两个不同的最左(右)推导,则称这个⽂法是⼆义的。
2.2(1)VN ={Z,A,B} VT ={a,b,c,d,e}(2)abbcde,abbbcde是,acde不是。
2.3 (1)L[G]={d|n≥1,m≥0}(2)2.4 (1) A=>B=>c=>fAg=>fBg=>fCg=>feg(2)A=>AaB=>AaC=>Aae=>Bae=>BcCae=>Bceae=>Cceae=>eceae(3)A=>B=>BcC=>BcfAg=>BcfAaBg=>BcfAaCg=>BcfAaeg=>BcfBaeg =>BcfCaeg=>Bcfeaeg=>Ccfeaeg=>ecfeaeg(3)中题⽬有错应为C fCg|e2.5L[G]={a?b?c?|aab,n≥2}2.6 (1)Z→AB A→Aa|ε B→Bb|ε(2)Z→aZb|ab(3)Z→aAb A→aAb|b(4)Z→AB A→aAb|ab B→cB|ε(5)Z→aaAb|ab Z→aaBb|bb A→aaAb|ab B→aaBb|bb2.7 ⼀位数:Z→2|4|6|8两位数:Z→AB A→1|2|3|4|5|6|7|8|9 B→0|2|4|6|8三位以上:Z→ACB A→1|2|3|4|5|6|7|8|9 B→0|2|4|6|8 C→CDD→0|1|2|3|4|5|6|7|8|92.8证明:E=>E+T=>E+T*F短语:T*F E+T*F 直接短语:T*F 句柄:T*F2.9 语法树: E 短语:E*T , (E*T) , F↑(E*T) ,F ,E* F↑(E*T)E *F 直接短语:E*T , FT ↑ F 句柄:FF ( E )E * T2.10(1)语法树(2)直接短语:a , ZZ 句柄:Z( L )L , ZZ ( L )Za2.11最左推导:Z=>ZaB=>BaB=>B+AaB=>A+AaB=>(+)Z*aB=>(+)ZaB*aB =>(+)+aB*aB=>(+)+aA*aB=>(+)+a(*aB=>(+)+a(*aA=>(+)+a(*a(直接短语:(,+句柄:(2.12(1) S=>iSeS=>iiSeS=>iiIeS=>iiIeIS=>iS=>iiSeS=>iiIeS=>iiIeI(2) S=>SaS=>cSaS=>cfaS=>cfafS=>cS=>cSaS=>cfaS=>cfaf(3) E=>EOE=>EOEOE=>iOEOE=>i+EOE=>i+iOE=>i+i-E=>i+i-iE=>EOE=>iOE=>i+E=>i+EOE=>i+iOE=>i+i-E=>i+i-i2.13 Z→aABZ|cCACdA→bAB|aZA|cCCB→bAB|CzbC→cZ|c习题33.1(1)确定的有限⾃动机(2)不确定的有限⾃动机(3)正规集是⼀类特殊的单词集合,正规式是正规集的描述⼯具 3.2 (1) (1|2|3|4|5|6|7|8|9|0)*(1|3|5|7|9) (2) 11(0|1)*00 3.3 证明:b *(a|b)+={a,b,ab,ba,aa,bb …} (a|b)+={a,b,ab,ba,aa,bb …} 3.4 (1)(2)DDDD3.5(1) (2)(3)3.6(1) (01|10) *(01|10)(2) (0(1|00)*)|003.7(1) Z →1AB (2)Z →ABA →(0|1)A A →0A|εA →0|1B →(0|1)B|ε B →0B B →ε3.8 r=a(a|b )*bb3.9 Z →1BB →0Z|0 Z →0Z|ε3.10 3.11DDD习题44.1 (1)若⽂法G[Z]满⾜①⽂法不含左递归②③(2)4.2(1) First(S)={a,d} First(B)={a,d,c,ε}First(A)={a,d,e,c} First(D)={a,d,ε}Follow(S)={#,a,b,d,e} Follow(B)={a,d}Follow(A)={b} Follow(D)={e,a,d,b}(2) 不是4.3 (1) 证明: First(Z)={a,b,c} Follow(S)={#,a,b,c,d} First(A)={a,b,c,d} Follow(A)={ #,a,b,c,d }First(B)={a,d,c} Follow(B)={ a,b,c,d } 是LL(1)⽂法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
不确定的有限自动机转为确定的自动机
可以识别语言(a|b)*ab 的NFA 的 转换图如图示。
识别(a|b)*ab 的NFA
转换表:每个状态一行,每个输入符号和 (如果需要的话)各占一列,表的第i 行中符号a 的条目是一个状态集合(说得更实际一些,是状态集合的指针),这是NFA 在输入为a 时,状态i 所到达的状态集合。
下图是对应的NFA 的转换表。
转换表的优点是可以快速访问给定状态和字符的状态集,缺点是,当输入字母表较大,并且大多数转换是空集时,会占用大量的空间。
转换
例子
识别(a|b)*ab的NFA
这里输入字母表是{a,b},令A={0,1,2,4,7},ε-closure(move(A,a)),在A中,只有2和7有a 转换,分别转到3和8,因此move(A,a)={3,8},故ε-closure(move(A,a))= ε-closure({3,8})
={1,2,3,4,6,7,8},这是因为ε-closure(3)={1,2,3,4,6,7},并且ε-closure(8)={8},记
B={1,2,3,4,6,7,8}。
于是,B
)
(δ。
,
A=
a
从图中可看出,在A={0,1,2,4,7}中,只有状态4含b转换到5,故该DFA状态A的b转换到达ε-closure(move(A,b))= ε-closure({5})={1,2,4,5,6,7},记C={1,2,4,5,6,7}。
用新的没有标记的的集合B和C继续这个过程,最终会达到这样:所有的集合(即
DFA的所有状态)都已标记,因为10个状态的集合的不同子集只有102个,一个集合一旦标记就永远是标记的,所以到终止是肯定的。
对于状态B={1,2,3,4,6,7,8},只有2和7有有a转换,分别到3和8,ε-closure(move(B,a))= ε-closure({3,8})={1,2,3,4,6,7,8}.
同样,对状态B={1,2,3,4,6,7,8},只有状态4和8有b转换,分别转到5和9,故
ε-closure(move(B,b))= ε-closure({5,9})={1,2,4,5,6,7,9},记D={1,2,4,5,6,7,9}.
对C={1,2,4,5,6,7},有2和7有a转换,分别转到3和8,因此move(C,a)={3,8},故ε-closure(move(C,a))= ε-closure({3,8})={1,2,3,4,6,7,8}=B.
对C={1,2,4,5,6,7},只有状态4含b转换到5, 故
ε-closure(move(C,b))= ε-closure({5})={1,2,4,5,6,7}=C.
对D={1,2,4,5,6,7,9},只有2和7有a转换,分别转到3和8,因此move(D,a)={3,8},故ε-closure(move(D,a))= ε-closure({3,8})={1,2,3,4,6,7,8}=B.
对D={1,2,4,5,6,7,9},只有状态4含b转换到5, 故ε-closure(move(D,b))= ε-closure({5})={1,2,4,5,6,7}=C.
对本例,可实际构造出4个不同状态的集合是:
A={0,1,2,4,7}
B={1,2,3,4,6,7,8}
C={1,2,4,5,6,7}
D={1,2,4,5,6,7,9}
状态A是开始状态,状态D是仅有的接受状态,完整的转换表如下表:
NFA的转换表
对应的DFA的转换图为:。