Question

我的任务是创建一个小程序，它可以从输入中读取FSM的定义，从输入中读取一些字符串，并根据定义确定FSM是否接受这些字符串。我需要用C，C ++或Java来编写它。我已经在网上搜索了如何开始的想法，但我能找到的最好的是关于Automata-based programming的维基百科文章。提供的C示例似乎使用枚举列表来定义状态，如果状态是事先进行硬编码则没问题。同样，我需要能够实际读取状态的数量和每个状态应该做的定义。任何建议都表示赞赏。

更新：我可以使字母表变小（例如{a b}）并采用其他约定开始状态总是状态0.我被允许对数量施加合理的限制国家，例如不超过10个。

问题摘要：

如何实施FSA？

Answer 1

首先，获取所有状态（N个）的列表，以及所有符号（M个）的列表。然后有两种方法，解释或代码生成：

解读。创建一个NxM矩阵，其中矩阵的每个元素都填入相应的目标状态编号，如果没有则填充-1。然后只需要一个初始状态变量并开始处理输入。如果你达到-1状态，你就失败了。如果输入符号用完而没有进入成功状态，则会失败。否则你就成功了。
代码生成。用C或您最喜欢的编译器语言打印出一个程序。它应该有一个初始化为start状态的整数状态变量。它应该在输入字符上有 for 循环，在状态变量上包含开关。每个状态应该有一个案例，并且在每种情况下，在当前字符上都有一个switch语句，用于更改状态变量。

如果你想要比2更快的东西，这肯定会让你不及格（！），摆脱状态变量，而是使用转到 :-)如果你不及格，你可以安慰自己知道这就是编译器的作用。

P.S。如果您在状态图中识别出循环等，并且打印出相应的而和 if 语句，而不是使用 goto <，则可以将F更改为A. /强>

Answer 2

表示自动机的一种非硬编码方式是转换矩阵，它允许表示每个当前状态和每个输入字符，即下一个状态。

Answer 3

你实际上没有问过一个问题。如果您对特定任务有特定question（但仍然给出总体目标），您将获得更多更好的帮助。问题的范围应该是狭窄的（例如，不是“我如何实施FSA？”）。

至于如何代表FSA（这似乎是你遇到的困难），请继续阅读。

首先考虑FSM的定义：它是一个字母Σ，一组状态 S ，一个起始状态 s ₀ ，一组接受状态 A 和从状态和符号到状态的转换函数δ。您必须能够从输入中确定这些属性。可以删除转换函数无法访问的任何状态以生成等效的FSM。因此，最小的状态和字母表集合隐含在转换函数中;你可以通过在输入中不需要Σ或 S 来使你的FSM更容易使用（并且更难实现，但不会更难）。

您不需要对输入使用的状态使用相同的表示形式。只要您有从整数到字符串和字符串到整数的映射，就可以使用无符号整数进行内部表示，这样您就可以在内部表示和外部表示之间进行转换。这样，您的转换函数可以存储为数组，因此转换步骤可以在恒定时间内执行。

更简单的方法是使用外部表示作为内部表示。使用此选项，转换函数将存储为从字符串和符号到字符串的映射。考虑到大多数地图数据结构的性能，转换步骤可能是O（log（| S | + |Σ|））。如果符号表示为整数（例如char s），则转换函数可以表示为从字符串到字符串数组的映射，从而得到O（log（| S |））性能。

在FSM的图表视图之后的另一个选项是为状态创建一个类。状态具有名称（外部表示）。国家负责过渡;将符号发送到州并返回另一个州。

class State {
    property name;
    State& transition(Symbol s);
    void setTransition(Symbol s, State& to);
}

将状态集存储为从名称到状态的映射。

你去，三个不同的地方开始，每个地方都有不同的方式来代表国家。

Answer 4

不要再考虑所有事情了。一次做一件事

- come with language of state machine
- come with language for stimulus
- create sample file of one state machine in language
- create sample file of stimulus
- come with class for state
- come with class for transition
- come with class for state machine as set of states and transitions
- add method to handle violation to state class
- code a little parser for language 
- code another parser for language 
- initial state
- some output thing like WriteLn here and there
- main method
- compile
- run
- debug
- done

Answer 5

OpenFst工具包的作用方式是：FSM有一个状态向量，每个状态都有一个弧矢量。每个弧都有一个输入（和输出）标签，一个目标状态ID和一个权重。你可以看看代码。也许它会激励你。

Answer 6

如果您使用的是面向对象的语言，如Java或C ++，我建议您从对象开始。在您担心文件格式等之前，请为有限状态自动机及其行为获得良好的对象模型。您将如何表示状态，过渡，事件等？你的FSA会成为综合体吗？一旦你有这样的事情工作，你可以正确的文件格式。一切都会做：XML，文本等。

有限状态机程序

6 个答案: