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DFA模拟程序属于词法程序设计范畴。

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简介：
1. 本次实验首先涉及定义一个右线性正规文法，并提供一个示例供参考：G[S]：S→aU|bV| U→bV|aQ V→aU|bQ Q→aQ|bQ|e。在实验前，务必仔细考虑选择何种数据结构来存储上述文法。随后，需要构造其对应的有穷确定自动机，例如所示。2. 接着，利用有穷确定自动机M=(K,Σ,f, S,Z）来模拟程序算法，以对任意给定的字符串进行判断。如果该字符串属于该语言，则该过程在有限次计算后会停止并回答“是”；反之，要么能够停止并回答“不是”。具体而言，K:=S；c:=getchar;while c<>eof do {K:=f(K,c); c:=getchar; };如果 K 在 Z 中则返回 (‘yes’)否则返回 (‘no’)3. 实验设计与分析3.1 实验设计思路：根据实验指导书和相关书本知识，实现所要求的算法。3.2 实验算法： (1) 输入正规文法；(2) 将非确定有限自动机（NFA）转化为确定有限自动机（DFA）；(3) 输入一个字符串，判断其是否符合所定义的文法。具体步骤如下：首先初始化状态A为开始状态，字符a为第一个字符；然后状态A经过字符a到达下一个状态B，状态A指向状态B，字符a指向字符串的下一个字符。循环执行上述步骤直到状态B为终态时停止；如果该字符串符合该文法；或者当字符a指向最后一个字符时且未到达终态时停止；如果该字符窜不符合该文法。3.3 实验流程：①进行预习实验，在实验前仔细阅读实验指导书和相关书籍；②通过阅读书本深入了解判断文法的原理；③在纸上模拟文法的判断过程；④上机实现模拟过程；⑤进行程序调试，确保能够得到预期的结果。3.4 实验的基本技术设计方案：本实验中涉及多种技术，包括编译原理中的相关知识、程序设计中的方法以及离散数学的理论基础。具体而言，运用了Java的基础语法、数据结构中的结构体及简单算法、以及Java中一些集合类的应用。3.5 数据结构定义：定义了一个名为edge的类用于表示自动机的转移关系,包含优先级状态、字符和下一个状态等信息, 并提供了toString()方法用于方便输出信息。3.6 实验输入输出与编程语言: 本次实验采用Java语言进行编程实现。 4. 实验主要源代码及其分析说明

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  • 词法程序设计的DFA模拟程序
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    本软件为一款基于确定有穷自动机(DFA)原理实现的词法分析工具，适用于编写并测试各类编程语言中的词法规则。 ### 实验内容 1. **定义一个右线性正规文法** 示例：定义如下右线性正规文法（仅供参考）： \[ G[S]: S \rightarrow aU | bV, U \rightarrow bV | aQ, V \rightarrow aU | bQ, Q \rightarrow aQ | bQ | e \] 2. **构造有穷确定自动机** 3. 利用上述构造的有穷确定自动机 \( M = (K,\Sigma,f,S,Z) \)，编写行为模拟程序算法，对于任意给定的串： - 若该字符串属于文法定义的语言，则经过有限次计算后会停止并回答“是”； - 否则，若不属于语言，在有限次数计算内也会给出答案为“不是”。 具体实现步骤如下： - 设初始状态 \( K := S \)。 - 读取输入字符 \( c = getchar() \)，循环直到遇到文件结束符（EOF）为止。 代码示例： ```java K:=S; c:=getchar(); while (c != EOF){ K := f(K,c); c:=getchar(); } if (K in Z) return (yes); else return(no); ``` ### 实验设计分析 2.1 **实验设计思路** 根据编译原理和相关教材中的知识，实现上述算法。 2.2 **实验步骤与算法** - 输入正规文法，并将其转换为有穷自动机。 - 将非确定性有限状态自动机（NFA）转化为确定性有限状态自动机（DFA）。 - 通过输入字符串判断是否符合该语言： - 设初始状态 \( A \) 和第一个字符 \( a \)，然后根据转移函数计算下一个可能的状态，直到到达终态或遍历完整个字符串。 2.3 **实验流程** 1. 预习实验内容并阅读相关教材和指导书。 2. 通过了解文法判断的原理，在纸上模拟其过程。 3. 实现算法代码，并进行调试直至程序能够正确运行，得到预期的结果。 ### 基本技术设计方案 - Java的基础语法 - 数据结构中的链表、集合类等简单数据处理方法 - 编译理论知识的应用 - 使用Java的集合类来实现文法和状态转换的功能 2.5 **实验中涉及的数据结构** ```java class edge { char PriorityState; char ch; char NextState; public 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 + ]; } } ``` 2.6 **实验输入输出** - 输入：文法规则定义及待验证的字符串 - 输出：“是”或“不是” ### 实验设计语言 Java语言。
  • 实验一 简单的词法设计及DFA模拟程序.docx
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    本实验介绍简单的词法分析设计，并通过构建确定性有限自动机(DFA)来实现对文本中词汇单元的有效识别和处理，包含DFA的创建与模拟运行。 一、实验目的 通过本实验加深学生对编译理论知识的理解，并提高综合应用能力；同时验证所学知识的正确性。通过对DFA模拟程序的学习与实践，使学生掌握词法分析的技术及其具体实现方法，进一步理解词法分析的功能和实施手段。 二、实验环境 使用安装了Windows操作系统的个人电脑作为开发平台，可以采用C++、C#或Java等编程语言进行编写工作，不限制使用的特定编程工具或语言种类。 三、实验内容 1. 定义一个DFA或者提供右线性正规文法的例子： G[S]：S→aU|bV U→bV|aQ V→aU|bQ Q→aQ|bQ|ε（注释: ε代表空字符串） 2. 使用适当的数据结构来表示自动机。 3. 通过有穷确定自动机M=(K,Σ,f,S,Z)的行为模拟程序算法，对于任意输入的串进行判断。如果该串属于定义的语言，则在有限次计算后返回“是”；反之则根据具体情况给出否定的回答。 具体过程如下： K:=S； c:=getchar; while c<>eof do { K:=f(K,c); c:=getchar; }; if K is in Z then return (yes) else return (no); 此实验旨在帮助学生更好地理解并掌握词法分析的相关知识和技术。
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