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构造图灵机Turing

2020-12-21 11:30:10 作者：互联网

构造图灵机—Turing

一、题目描述
二、整体解题思路
三、调试结果
四、运行结果截图
五、心得体会

一、题目描述

实验目的

理解图灵机的概念
掌握图灵机的运行过程，了解格局的转换。

实验学时：2 学时

实验内容：

构造一个图灵机能够识别语言 L = {#n +m = k | n + m = k}
，并通过若干测试用例，验证构造的图灵机能否正确接受或拒绝这些字符串。可在程序中用任意特定字符替代””符号。

二、整体解题思路

在这里插入图片描述

第一步

我的思路是构建好具体的图灵机状态的结构，主要是有五个变量

class Tran {
	string oldState;
	char trans;
	string newState;
	string change;
	int bian;
public:
	string getOldState() {
		return oldState;
	}
	void setOldState(string oldState) {
		this->oldState = oldState;
	}
	char getTrans() {
		return trans;
	}
	void setTrans(char trans) {
		this->trans = trans;
	}
	string getNewState() {
		return newState;
	}
	void setNewState(string newState) {
		this->newState = newState;
	}
	string getChange() {
		return change;
	}
	void setChange(string change) {
		this->change = change;
	}

	int getBian() {
		return bian;
	}

其中 oldState 代表的是原始状态，trans 代表转移字符，newState 代表的是转以后的状态，change 用‘R’，和‘L’分别表示遍历字符后指针移动的方向， bian 用 0,1 表示的是对当前指针指向的字符是否需要变为 x。

第二步

构造一个完整的图灵机，与有穷自动机类似，构造一个 vector 能够存储各个不同的转移状态，通过遍历匹配的关系可以很好的找到相对应的转移关系。


```cpp
static vector<Tran> inittran() {
	//将拒绝状态用NO表示，将空串用#表示
	vector<Tran> list;
	list.push_back(Tran("start", '#', "q0", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q0", '0', "q0", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q0", '+', "q1", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q1", '0', "q1", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q1", '=', "q2", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q2", '0', "q2", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q2", '$', "q9", "L", 0));
	list.push_back(Tran("q9", '+', "q9", "L", 0));
	list.push_back(Tran("q9", '0', "q9", "L", 0));
	list.push_back(Tran("q9", '=', "q9", "L", 0));
	list.push_back(Tran("q9", 'x', "q9", "L", 0));
	list.push_back(Tran("q9", '$', "q9", "L", 0));
	list.push_back(Tran("q9", '#', "q3", "L", 0));
	list.push_back(Tran("q3", '#', "q4", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q4", '+', "q4", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q4", 'x', "q4", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q4", '0', "q5", "R", 1));
	list.push_back(Tran("q4", '=', "q6", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q5", '0', "q5", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q5", '+', "q5", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q5", '=', "q7", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q7", 'x', "q7", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q7", '0', "q9", "R", 1));
	list.push_back(Tran("q6", 'x', "q6", "R", 0));
	list.push_back(Tran("q6", '$', "accept", "R", 0));;
	return list;
}
// 具体的构造NFA