python实现DFA模拟程序

DFA（确定的有穷自动机）

一个确定的有穷自动机M是一个五元组：

M=(K，∑，f，S，Z)

1. K是一个有穷集，它的每个元素称为一个状态。
2. ∑是一个有穷字母表，它的每一个元素称为一个输入符号，所以也陈∑为输入符号表。
3. f是转换函数，是Kx∑->K上的映象。
4. S∈K，是唯一的一个初态。
5. Z∈K，是一个终态集，终态也称可接受状态或结束状态。

实例代码

1. 实现文法

G[S]:   
S->aU|bV
U->bV|aQ
Q->aQ|bQ

2. 状态图

   
   
   DFA.jpg

3. 代码实现

 -*- coding: utf-8 -*- #
#@author: chlinlearn
#@createTime: 2019/4/13 14:12
#@fileName: DFA
class DFA():
    def __init__(self):
        #状态集
        self.listEdge = []
        #初态
        self.S = []
        #终态
        self.Z = []

    #判断是否是终态集
    def isZ(self,ch):
        for i in range(0,len(self.Z)) :
            if self.Z[0] == ch or self.Z[1] == ch:
                return True
            else:
                return False

    #输入
    def input(self):
        self.S = input("请输入开始符：")
        self.Z = input("请输入终态集(终集符组成的一个字符串)：")
        self.Z = self.Z.split(",")
        print("请输入正规文法以exit结尾：")
        print("example:S,aZ")
        while(True):
            list = []
            inStr = input()
            if inStr=='exit':
                break
            inStr = inStr.split(',')
            # 读取第一个状态集
            s = inStr[0]
            for i in range(0,len(inStr[1])):
                #ch,ns
                if len(inStr[1])==2:
                    c = inStr[1][0]
                    n = inStr[1][1]
                    list = [s,c,n]
                    self.listEdge.append(list)
                elif len(inStr[1])==1:
                    c = inStr[1][0]
                    list = [s, c, self.Z[0]]
                    self.listEdge.append(list)

    #转换函数
    def isNextState(self,s,ch):
        for i in range(0,len(self.listEdge)):
            if s == self.listEdge[i][0] and ch == self.listEdge[i][1]:
                return self.listEdge[i][2]
        return

    def judgeDFA(self):
        print("请输入要判断的字符串:")
        while(True):
            #获取字母表
            str = input()
            if '#' in str :
                print("程序已退出，欢迎下次使用!")
                return
            temp = self.S[0]
            for i in range(0,len(str)):
                if str[i] is 'a':
                    temp = self.isNextState(temp,'a')
                elif str[i] is 'b':
                    temp = self.isNextState(temp, 'b')
                else:
                    break
            if self.isZ(temp):
                print("此字符串“属于”该文法！")
            else:
                print("此字符串“不属于”该文法！")
            print("再次判断请输入字符串(退出程序输入#):")

if __name__ == '__main__':
    DFA = DFA()
    DFA.input()
    DFA.judgeDFA()

总结

这是我在课程中的一个实验，代码手写并且可运行，是参照一个java版的代码实现的，加上自己的理解和思路把它以python的形式实现。学习别人好的地方，当然也不能照搬别人，不然能够为己用的东西少之又少。通过不同的编程语言把整个思路在理一遍能够加深自己的理解，并且能够得到一样的运行结果，说明自己的理解是对的。最后也附上对应的java版代码，有需求的童鞋可以参考喔！
欢迎访问我自己的网站探索更多内容！[传送门]www.chlinlearn.cn

附件

java版DFA

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

class edge {
    
    char PriorityState;
    char ch; 
    char NextState;
    edge(char p,char c, char n){
        PriorityState = p;
        ch = c;
        NextState = n;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "edge [PriorityState=" + PriorityState + ", ch=" + ch + ", NextState=" + NextState + "]";
    }
}
/**DFA的构造*/
public class DFA {
    static List listEdge = new ArrayList();//状态集
    //static HashMap mapEdge = new HashMap<>();
    static String S;//初态集
    static String Z;//终态集
    //flag is here
    static boolean judeZ(char ch){       
        for(int j=0; j