正則到NFA的轉(zhuǎn)換

有窮自動(dòng)機(jī)

作用:將輸入的序列轉(zhuǎn)換成一個(gè)狀態(tài)圖,方便之后的處理。通常被用在詞法分析器中。
1)有窮自動(dòng)機(jī)是一個(gè)識(shí)別器,對(duì)每個(gè)可能的的輸入串簡(jiǎn)單的回答“是”或“否”。
2)有窮自動(dòng)機(jī)分為兩類:
a)不確定的有窮自動(dòng)機(jī)(NFA)對(duì)其邊上的標(biāo)號(hào)沒有任何限制。一個(gè)符號(hào)標(biāo)記離開同一狀態(tài)的多條變,并且空串ε也可以作為標(biāo)號(hào)。
b)確定的有窮自動(dòng)機(jī)(DFA)有且只有一條離開該狀態(tài),以該符號(hào)位標(biāo)號(hào)的邊。

不確定的有窮自動(dòng)機(jī)

定義

NFA組成

正則式轉(zhuǎn)NFA

這里看一個(gè)示例,下圖為正則表達(dá)式 (a | b) * abb轉(zhuǎn)換為NFA
不懂正則表達(dá)式的同學(xué)可以看這里

一個(gè)示例

然后我們來具體看看是正則式怎么完成這個(gè)轉(zhuǎn)換的:
先一起來看幾個(gè)簡(jiǎn)單的小例子,應(yīng)該就懂了。


1

2

3

4

5

看到這,基本就懂了NFA的構(gòu)建了。其實(shí)并不難,很簡(jiǎn)單。
這里再提一點(diǎn),拋磚引玉一下,就是對(duì)于計(jì)算機(jī)來講,構(gòu)建NFA時(shí)通常采用的是自底向上的組合法,而人的邏輯通常是自頂向下的分解法。略微有些差異,感興趣的同學(xué)可以研究討論一下這一點(diǎn),這里不做過多的提及。
做完轉(zhuǎn)換圖后,我們還是要把他變成一個(gè)表,因?yàn)橹挥凶兂梢粋€(gè)表,才能有效的將數(shù)據(jù)錄入的計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行運(yùn)算與處理。還是用之前的例子吧。


轉(zhuǎn)換表

找出所有可以被匹配的字符即符號(hào)集合∑作為每一列的字段名,然后從起始態(tài)開始
1)狀態(tài)0可以匹配a,匹配后可以到狀態(tài)0或狀態(tài)1,記為?。匹配b只能得到狀態(tài)0,記為{0}。
2)狀態(tài)1可以匹配a,沒有匹配到,記為?。匹配b得到狀態(tài)2,記為{2}。
3)狀態(tài)0可以匹配a,沒有匹配到,記為?。匹配b得到狀態(tài)3,記為{3}。
4)狀態(tài)0可以匹配a,沒有匹配到,記為?。匹配b沒有匹配到,記為?。

至此,狀態(tài)表建立完成。正則式(RE)轉(zhuǎn)不確定型有窮自動(dòng)機(jī)(NFA)完成。

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