在 C++ 中实现代码以模拟有限自动机非确定性

Question

我正在为自动机理论做作业，我必须确定一个单词是否被确定性有限自动机的转移函数接受

我有这个输入文件：

6 8 0 2
2
5
0 0 a
0 1 a
1 1 b
1 2 c
1 3 c
3 4 d
4 4 d
4 5 d
3
aaabcccc
aabbbbcdc
acdddddd

输入以4个整数开头，第一个是自动机的状态数，接下来是自动机的转移数，第三个数字是初始状态，然后是最终状态数。然后是最终状态（在示例中，最终状态是 2 和 5）。

然后是 N 行（N 是转换的数量），每行有 2 个整数和一个字符 I、J 和 C，表示转换的状态，即从状态 i 到状态 J 的转换字符 C。在这一行之后是一个整数 S，它将包含要测试的字符串的数量，然后是 S 行与相应的字符串。

这个程序的输出应该是：

Case #2:
aaabcccc Rejected
aabbbbcdc Rejected
acdddddd Accepted

它应该说明字符串是被接受还是被拒绝。到目前为止，我只对输入进行了编码。

我不知道如何最方便地表示自动机。我应该简单地使用数组吗？我会对数组应用什么逻辑？在事先不知道自动机字母表的情况下，有什么办法可以做到吗？我需要一个数据结构来表示自动机吗？我对这个任务有点坚持，并且想要一些想法，一些伪代码或想法来完成它。代码是另一种语言吗？我不想要这个解决方案，因为我想做我的任务，但如果我可以使用一些帮助

Answer 1

我认为你可以有一个 maptr 用于转换 where tr[(i, c)] = j 如果有从i 状态到j 状态的转换通过c，一个用于最终状态的数组fs[m] where m是最终状态的数量和初始状态的整数s0。

Bellow 是具有此类属性的类的框架：

class Automata
{
public:
    Automata(int start) : s0(start)
    {}

    void add_transition(int i, int j, char c) {
        //...
    }

    void add_final_state(int i) {
        //...
    }

    bool validate_string(const std::string& str) {
        //...
    }
private:
    std::map<std::pair<int, char>, int> tr; // transitions
    std::vector<int> fs; // final states
    int s0; // initial state
};