Write a program to simulate non-deterministic finite automaton (NFA) in C language-C++-php.cn

Write a program to simulate non-deterministic finite automaton (NFA) in C language

在这个问题中，我们将创建一个 C 程序来模拟非确定性有限自动机 (NFA)。

NFA（非确定性有限自动机）有限状态机可以移动到输入符号的任意状态组合，即没有机器将移动到的确切状态。

NDFA 的正式定义 -

NFA / NDFA（非确定性有限自动机）可以用 5 元组（Q、Σ、δ、q0、F）表示，其中 -

Q 是有限状态集。
Σ 是称为字母表的有限符号集。
δ 是转换函数，其中 d: Q × Σ → 2Q（这里采用了 Q 的幂集（2Q），因为在 NDFA 的情况下，从一个状态可以发生到 Q 状态的任意组合的转换）
q0是处理任何输入的初始状态 (q0 ∈ Q)。
F 是 Q 的一组最终状态 (F ⊆ Q)。

在编程中，NFA 是使用有向图创建的。图中的每个顶点表示 NDA 的状态。图的边可以具有 0 或 1 两个值之一。标记为 0 的边表示不接受转换，而标记为 1 的边表示接受转换。

图通常有一个入口点顶点 1 从那里获取输入字符串，该字符串是有限长度的二进制数组。

让我们看一下 NFA 图形形式，然后使用它求解语法。

Write a program to simulate non-deterministic finite automaton (NFA) in C language

起始状态 -> 1

最终状态state (接受状态) -> 4

让我们检查字符串 01001 是否被接受。

开始状态 1，输入 0，输入 0 可以进入状态 4 或自检循环到状态 1。

我们将考虑这两种情况 -

{1->1} 1001 {1->4} 1001

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状态1/4，输入1 -

从状态1，我们可以进入状态2或自循环，从状态4，我们不能再进一步，所以我们将放弃这种情况。

我们将考虑以下案例 -

{1->1->1} 001 {1->1->2} 001

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状态1/2，输入0 -

From state 1, we can go to 4 or self-loop, From state 2, we can go to 4 or self-loop

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我们将考虑所有情况 -

{1->1->1->1} 01 {1->1->1->4} 01 {1->1->2->1} 01 {1->1->2->4} 01

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状态1/2/4，输入0 -

From state 1, we can go to 4 or self-loop, From state 2, we can go to 4 or self-loop, From state 4, we can go to 3 or self-loop.

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我们将考虑所有情况 -

{1->1->1->1->1} 1 {1->1->1->1->4} 1 {1->1->1->4->3} 1 {1->1->1->4->4} 1 {1->1->2->1->1} 1 {1->1->2->1->4} 1 {1->1->2->4->3} 1 {1->1->2->4->4} 1

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状态 1/2/3/4，输入 1 -

From state 1, we can go to 2 or self-loop, From state 2, we can go to 3, From state 3, we can go to 4, From state 4, we cannot go further.

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我们将考虑所有情况 -

{1->1->1->1->1->1/2} does not reach final stage {1->1->1->1->4} 1 cannot accept input {1->1->1->4->3 ->4} accepts the input {1->1->1->4->4} cannot accept input {1->1->2->1->1 -> 1/2} does not reach final stage {1->1->2->1->4} cannot accept input {1->1->2->4->3->4} accepts the input {1->1->2->4->4} cannot accept input

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因此，有多种方法可以使用给定的输入字符串达到最终状态。

现在，让我们使用 C 程序来模拟非确定性有限自动机 (NFA) -

程序的输入将是NFA的邻接表 -

边数（n）

边连通性（n行）

要检查的字符串< /p>

示例

4 1031204 21104 301041204 4120114 101101

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输出

Yes/No

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示例

#include  #include  #include  #include  #include  int row = 0; struct node{ int data; struct node* next; char edgetype; }typedef node; // Adds an edge to an adjacency list node* push(node* first , char edgetype , int data){ node* new_node = (node*)malloc(sizeof(node)); new_node->edgetype = edgetype; new_node->data = data; new_node->next = NULL; if (first==NULL){ first = new_node; return new_node; } first->next = push(first->next,edgetype,data); return first; } //Recursive function to check acceptance of input int nfa(node** graph, int current, char* input, int* accept, int start){ if (start==(int)strlen(input)) return accept[current]; node* temp = graph[current]; while (temp != NULL){ if (input[start]==temp->edgetype) { if (nfa(graph,temp->data,input,accept,start+1==1)){ return 1; } } temp=temp->next; } return 0; } //Function to generate binary strings of size n void generate(char** arr, int size, char *a){ if (size==0){ strcpy(arr[row], a); row++; return; } char b0[20] = {'\0'}; char b1[20] = {'\0'}; b0[0] = '0'; b1[0] = '1'; generate((char**)arr, size-1, strcat(b0,a)); //Add 0 in front generate((char**)arr, size-1, strcat(b1,a)); //Add 1 in front return; } int main(){ int n; int i, j; scanf("%d", &n); //Number of nodes node* graph[n+1]; //Create a graph for (i=0;i"); count++; } while (count < 11){ char** arr; int power = pow(2,size); arr = (char**)malloc(power*sizeof(char*)); for (i=0;i
",input); count++; } if (count==10) return 0; } size++; //Increment size of binary string input row=0; } return 0; }

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输入

4 1 0 4 0 1 0 2 1 1 1 3 2 0 1 0 4 3 0 1 1 4 4 1 2 0 4 1 4

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输出

00 11 000 001 011 100 110 111 0000 0001

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