NFA转DFA(附代码)

每一台NFA都有一台等价的DFA

N=(Q, \Sigma, \delta, q_0, F)是识别语言A的NFA,要构造一套DFA M 识别A。再给出完整的构造之前,先考虑比较容易的情况,假设N没有\epsilon箭头。以后再吧\epsilon箭头考虑进来。

构造M=(Q', \sigma, \delta', q_0', F'):

  1. Q'=P(Q)

M的每一个状态是N的一个状态子集。P(Q)是Q的所有子集组成的集合。

  1. 对于R\in Q'a\in \Sigma,令

\delta(R, a)=\{q\in Q|存在r\in R, 使得q\in \delta(r, a)\}

如果R是M的一个状态,则他是N的一个状态子集,所以取这些子集的并。这个表达式也可以用另一种方式写成:

\delta'(R, a)=\bigcup_{r\in R}\delta(r, a)

  1. $q'_o={q_0}$$

M开始时所在的状态对应于只含N的起始状态的集合。

  1. F'=\{R\in Q'|R包含N的一个接受状态\}

如果当时N的可能状态中有一个接受状态,则机器M接受。

考虑 \epsilon 箭头

对于M的任意一个状态R,定义E(R)为从R出发,只沿着 \epsilon 箭头可以到达的状态集合,包括R本身的所有成员在内。形式地,对于R \subset Q令:

E(R)=\{q|从R出发沿着0个或者多个\epsilon 箭头可以到达q\}

然后我们修改M的转移函数,使得在每一步之后,再沿着\epsilon箭头可以达到的所有状态上也放上手指。用E(\delta (r, a))代替\delta (r, a)能产生这个效果。于是:

\delta'(R, a)=\bigcup_{r\in R}E(\delta(r, a))

此外还需要修改M的起始状态,使得开始时把手指移动到从N的起始状态出发,沿着\epsilon箭头可以到达的所有的状态上。把q'_0改成E(\{q_0\})能产生这个效果。

NFA2DFA代码(github)

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