pjfz-2020/automata/deterministic_automaton.py
2021-01-08 11:10:55 +01:00

123 lines
3.1 KiB
Python

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Automat deterministyczny.
"""
class DeterministicAutomaton:
"""
Klasa reprezentująca deterministyczny automat skończenie stanowy.
"""
def __init__(self):
"""
Konstruktor.
"""
# Liczba wszystkich stanów,
# stany będą identyfikowane przez kolejne liczby:
# 0, 1, ..., number_of_states - 1
self.number_of_states = 0
# przejścia będą przechowywane w tablicy
# haszującej indeksowanej parą stan-znak,
# tj. transitions[(state_from, character)]
# przechowuje stan docelowy przy
# przejściu od stanu state_from przez znak
# character
self.transitions = { }
# stan początkowy
self.initial_state = None
# zbiór stanów końcowych
self.final_states = set()
# funkcje modyfikujące automat
def add_state(self):
"""
Dodaje nowy stan, zwraca numer utworzonego stanu
"""
self.number_of_states += 1
return self.number_of_states - 1
def add_transition(self, state_from, symbol, state_to):
"""
Dodaje przejście od stanu state_from przez znak symbol
do stanu state_to.
"""
self.transitions[(state_from, symbol)] = state_to
def mark_as_initial(self, state):
"""
Oznacza stan jako początkowy.
"""
self.initial_state = state
def mark_as_final(self, state):
"""
Oznacza stan jako końcowy.
"""
self.final_states.add(state)
# dostęp do automatu
def get_number_of_states(self):
"""
Zwraca liczbę stanów.
"""
return self.number_of_states
def get_initial_state(self):
"""
Zwraca stan początkowy.
"""
return self.initial_state
def is_final_state(self, state):
"""
Zwraca informacje, czy stan jest końcowy.
"""
return state in self.final_states
def get_target_state(self, state_from, symbol):
"""
Zwraca stan docelowy, przy przejściu od stanu state_from
przez symbol bądź wartość None, jeśli nie
ma takiego przejścia.
"""
return self.transitions.get((state_from, symbol))
def accepts(self, string):
"""
Sprawdza, czy automat akceptuje napis.
"""
current_state = self.get_initial_state()
for symbol in string:
current_state = self.get_target_state(current_state, symbol)
if current_state is None:
return False
return self.is_final_state(current_state)
if __name__ == '__main__':
# budowanie automatu
AUTOMATON = DeterministicAutomaton()
INITIAL_STATE = AUTOMATON.add_state()
FINAL_STATE = AUTOMATON.add_state()
AUTOMATON.add_transition(INITIAL_STATE, 'x', FINAL_STATE)
AUTOMATON.mark_as_initial(INITIAL_STATE)
AUTOMATON.mark_as_final(FINAL_STATE)
# uruchamianie automatu
print(AUTOMATON.accepts("x")) # wypisze True
print(AUTOMATON.accepts("")) # wypisze False
print(AUTOMATON.accepts("ab")) # wypisze False