1118 实验三 有限自动机的构造与识别

#include<iostream> 
#include<string.h> 
using namespace std;   
class grammer  
{  
 private:           
     int flag;//判别是NFA还是DFA的标识符   
     char K[50];//有穷非空状态集合   
     char E[50];//有穷非空的输入字母表   
     char str[50];//存放待识别的字符串    
     char ch[20][20];//存放从 K*E到 K的映射
     public: 
         char**p;     //数组指针  
         int line;    //确定行的位置  
         int m;//要识别的字符串长度    
         int VN;//控制非终结符号输出的变量       
         int VT;//控制终结符号输出的变量     
         int i,j;        
         grammer()    //构造函数  
         {          
             int i;   
             line=0;    
             cout<<"输入要输入文法的个数："<<endl;    
             int n; //文法个数    
             cin>>n;     line=n; //每输入一个规则，行作相应的变动   
             p=new char*[n];  //申请空间，用来存放规则   for(i=0;i<n;i++)   
             for(i=0;i<n;i++)
             {     
                 p[i]=new char[50]; //用来存放第i个规则     
             }     
             for( i=0;i<line;i++)     
                 for(int j=0;j<50;j++) //将所用的字符都用‘\0’字符填充        
                     p[i][j]=‘\0‘; //清空位置，用来存放文法          
                 cout<<"输入文法："<<endl;     
                 for( i=0;i<n;i++)       //按行输入每一个文法规则    
                 {     
                     cin>>p[i];       
                 }           
                 for( i=0;i<20;i++)         
                 {              
                     for(int j=0;j<20;j++)             
                     {                  
                         ch[i][j]=‘\0‘;//将存放映射的数组初始化              
                     }        
                 } 
         }
         //求出有穷非空的输入字母表
         void zhongjie()
         {
             VT=0;
              for(int i=0;i<line;i++)     
                 for(int j=0;j<6;j++)
                 {
                     char temp=p[i][j];
                     if(!((temp>=‘A‘&&temp<=‘Z‘||temp==‘:‘||temp==‘=‘||temp==‘\0‘))
                     {
                      bool state=true;
                      for(int k=0;k<VT;k++)
                      {
                          if(temp==E[k])
                          {state=false;break;}
                     }
                      if(state=true)
                          E[VT++]=temp;
                     }
                 }
         }
         //求出有穷非空的状态集合
         void Search_big()
         {
             VN=0;
             for(int i=0;i<line;i++)     
                 for(int j=0;j<6;j++)
                 {
                     char temp=p[i][j];
                     if(temp>=‘A‘&&temp<=‘Z‘)
                     {
                         bool state=true;
                      for(int k=0;k<VN;k++)
                      {
                          if(temp==K[k])
                          {state=false;break;}
                      }
                      if(state=true)
                         K[VN++]=temp;
                     }
                 }
         }
         //输入待识别的字符串
         void string()
         {
             for(i=0;i<50;i++)
             {
                 str[i]=‘\0‘;
             }
             cout<<"请输入要识别的字符串长度:\n";
             cin>>m;
             cout<<endl;
             cout<<"请输入要识别的字符串:\n";
             for(i=0;i<m;i++)
                 {
                 cin>>str[i];
             }
         }
         //输出待识别的字符串
         void print_s()
         {
             for(int k=0;k<m;k++)
             {
                 cout<<str[K];
             }
             cout<<")";
         }
         //识别字符串
         void shibie()
         {
             int count=0;
             char G=‘S‘;
                 print_1();
             Search_big();
             for(i=0;i<m;i++)
             {
                 while(str[i]!=‘\0‘)
                 {
                     for(j=0;j<line;j++)
                     {
                         if(G==ch[j][2]&&str[i]==ch[j][4])
                         {
                             G=ch[j][7];
                             if(G==K[0])
                             {
                                 cout<<"=";
                                     for(int s=0;s<6;s++)
                                     {
                                         cout<<ch[j][s];
                                     }
                                     cout<<"="<<G;
                                         cout<<endl;
                                         break;
                             }
                             else
                             {
                                 cout<<"="<<"M"<<"(";
                                 for(int s=0;s<6;s++)
                                      {
                                         cout<<ch[j][s];
                                     }
                             }
                             int length=m;
                             for(int t=0;t<length;t++)
                             {
                                 str[t]=str[t+1];
                             }
                             length--;
                             cout<<",";
                             for(int q=0;q<length;q++)
                             {
                                 cout<<str[q];
                             }
                             cout<<")";
                             cout++;
                         }
                     }
                 }
                 if(count==m)
                 {
                     cout<<"该文法可被识别!";
                     break;
                 }
                 else
                 {
                     cout<<"该文法不可被识别!";
                     break;
                 }
             }
         }
         //输出映射集合
         void print_1()
         {
             for(i=0;i<line;i++)
             {
                 ch[i][0]=‘M‘;
                 ch[i][1]=‘(‘;
                 ch[i][3]=‘,‘;
                 ch[i][5]=‘)‘;
                 ch[i][6]=‘=‘;
                 if((if((p[i][4]>=‘A‘&&p[i][4]<=‘Z‘)&&(p[i][5]>=‘a‘&&p[i][5]<=‘z‘))
                 {
                     ch[i][2]=p[i][4];ch[i][4]=p[i][5];ch[i][7]=p[i][0];
                 }
                 else if((p[i][4]>=‘a‘&&p[i][4]<=‘z‘)&&(p[i][5]>=‘A‘&&p[i][5]<=‘Z‘))
                 {     
                     ch[i][2]=p[i][5];ch[i][4]=p[i][4];ch[i][7]=p[i][0];
                 }
                  else 
                 {     
                     ch[i][2]=‘S‘;ch[i][4]=p[i][4];ch[i][7]=p[i][0];
                 }
             }
         }
         //转换过程
         void print_2()
         {
             print_1();
             for(i=0;i<line;i++)
             {
                 int x=8;
                  for(int j=i+1;j<line;j++)
                  {
                 if(ch[i][2]==ch[j][2]&&ch[i][4]==ch[j][4])
                 {
                     ch[i][x]=ch[j][7];
                     x++;
                     for(int K1=j;K1<line;K1++)
                         for(int K2=0;K2<=7;K2++)
                             ch[K1][K2]=ch[K1+1][K2];
                         line--;
                 }
                 else break;
             }
         }
    }
    
    void print_D()
    {
        print_1();
        cout<<"M:"<<endl;
        for(i=0;i<line;i++)
        {
            for(j=0;j<=7;j++)
            {
                cout<<ch[i][j];
                if(j==7)
                    cout<<endl;
            }
        }
    }
    void print_N()
    {
        print_2();
        cout<<"M:"<<endl;
        for(i=0;i<line;i++)
        {
            for(j=0;j<7;j++)
            {
                cout<<ch[i][j];
            }
                cout<<"{";
                for(j=7;j<strlen(ch[i]);j++)
                {cout<<ch[i][j];}
                    cout<<"}"<<endl;
            }
    }
    void print()//输出五元组
    {
        Search_big();
        cout<<"DFA N={{"<<"S"<<",";
        for(int i=0;i<VN-1;i++)
        {
            cout<<K[i];
            cout<<",";
        }
        cout<<K[VN-1];
        cout<<"}"<<",";
        zhongjie();
        cout<<"}";
            for(int j=0;j<VT-1;j++)
            {
                cout<<E[j];
                    cout<<‘,‘;
            }
                cout<<E[VT-1];
                cout<<"}";<<",";
                cout<<"M"<<",";
                cout<<"S"<<",";
                cout<<"{"<<K[0]<<"}"<<")"<<endl;
            }

    void Identify()
    {
             for(i=0;i<=line-1;i++)
             {
                      for(j=i+1;j<=line;j++)
                     {
                         char templ=p[i][4];
                         char temp2=p[i][5];
                         char temp3=p[j][4];
                         char temp4=p[j][5];
                         if(temp1==temp3&&temp2==temp4)
                         {
                             cout<<"该有穷状态自动机是NFA.\n";
                             print_N();
                             break;
                         }
                         else
                         {
                             cout<<"该有穷状态自动机是DFA.\n";
                             print_D();
                             break;
                         }
                     }
             }
        }
    };
    int main()
    {
        grammer a;
        cout<<"-----------------------------------------\n";
        cout<<"正规文法构造有穷状态自动机!\n";
        cout<<"-----------------------------------------\n";
        cout<<"输入完成，输出有穷状态自动机(五元组):"<<endl;
        cout<<endl;
        a.print();
        a.Identify();
        cout<<endl<<endl;
        cout<<"-----------------------------------------\n";
        cout<<"运行有穷状态自动机!\n";
        cout<<"-----------------------------------------\n";
        a.string();
        cout<<"有穷状态自动机DFA识别过程如下:\n\n";
        cout<<"M"<<"("<<"S"<<",";
        a.print_s();
        a.shibie();
        system("pause");
    }