1、 第 1 页实 验 二 THOMPSON 算法的实现实验日期: 2011 年 10 月 31 日 评分 批阅教师签字 一、实验目的掌握 THOMPSON 算法原理和方法二、实验内容1 输入字母表上的正规式 r，输出一个接受 L（r ）的 NFA2 采用 C+语言，实现该算法3 编制测试程序4 调试程序三、实验环境计算机、Windows 操作系统、 Visual C+ 程序集成环境。四、实验原理（或程序框图）及步骤THOMPSON 算法是语法制导的，也就是说它沿着正则表达式的语法分析树自底向上的递归的地进行处理。对于每个子表达式，该算法构造一个只有一个接受状态的 NFA。输入：字母表上的一个正则
2、表达式。输出：一个接受 L(r)的 NFA N。方法：首先对 r 进行语法分析，分解出组成它的子表达式。构造一个 NFA 的规则分为基本规则和归纳规则两组。基本规则处理不包含运算符的子表达式，而归纳规则根据一个给定表达式的直接子表达式的 NFA 构造出这个表达式的 NFA。五、程序源代码核心代码如下：class nfapublic:nfa();第 2 页nfa(const nfa static void delete_arc_node(PArc_node static void delete_all_vnode(PV_node static bool and_append(my_express
3、ion, my_expression static void add_count(PV_node static void delete_vnode(PV_node static bool infix_to_postfix(my_expression, my_expression bool expression_to_nfa(my_expression);bool reg_to_nfa(my_expression);void print_nfa();private:PV_node nfa_data;void operator=(const nfa ;bool nfa: expression_to
4、_nfa(my_expression inreg)PV_node test_V_node,test_V_node1;PV_node test_PV_node,test_PV_node1;PArc_node test_PArc_node;int count;char temp_char;V_stack test_stack;while (!inreg.empty()inreg.retrieve(temp_char);if (temp_char = .)test_stack.top(test_V_node1);test_stack.pop();test_stack.top(test_V_node)
5、;test_PV_node = test_V_node;while (test_PV_node-nextv != NULL)test_PV_node = test_PV_node-nextv;count = test_PV_node-data;第 3 页add_count(test_V_node1,count);test_PV_node-firstarc = test_V_node1-firstarc;test_PV_node-nextv = test_V_node1-nextv;delete test_V_node1;test_stack.pop();test_stack.push(test
6、_V_node);else if (temp_char = |)test_stack.top(test_V_node1);test_stack.pop();test_stack.top(test_V_node);test_PV_node = test_V_node;while (test_PV_node-nextv != NULL)test_PV_node = test_PV_node-nextv;count = test_PV_node-data + 2;add_count(test_V_node,1);add_count(test_V_node1,count);test_PV_node-n
7、extv = test_V_node1;test_PV_node1 = test_V_node1;while (test_PV_node1-nextv != NULL)test_PV_node1 = test_PV_node1-nextv;count = test_PV_node1-data + 1;test_PV_node1-nextv = test_V_node;test_V_node = test_PV_node1;test_V_node-firstarc = new ArcNode;test_V_node-firstarc-adjvex = #;test_V_node-firstarc
8、-info = 1;test_V_node-firstarc-nextarc = new ArcNode;test_PArc_node = test_V_node-firstarc-nextarc;test_PArc_node-adjvex = #;test_PArc_node-info = test_V_node1-data;test_PArc_node-nextarc = NULL;test_stack.pop();test_stack.push(test_V_node);第 4 页else if (temp_char = *)test_stack.top(test_V_node);tes
9、t_PV_node = test_V_node;while (test_PV_node-nextv != NULL)test_PV_node = test_PV_node-nextv;test_PV_node-firstarc = new ArcNode;test_PV_node-firstarc-adjvex = #;test_PV_node-firstarc-info = 0;test_PV_node-firstarc-nextarc = NULL;test_PArc_node = test_PV_node-firstarc;count = test_PV_node-data + 1;te
10、st_PV_node-nextv = new VNode;test_PV_node-nextv-data = count;test_PV_node-nextv-firstarc = NULL;test_PV_node-nextv-nextv = NULL;test_PArc_node-nextarc = new ArcNode;test_PArc_node-nextarc-adjvex = #;test_PArc_node-nextarc-info = count;test_PArc_node-nextarc-nextarc = NULL;add_count(test_V_node,1);te
11、st_PV_node = new VNode;test_PV_node-nextv = test_V_node;test_V_node = test_PV_node;test_PV_node-data = 0;test_PV_node-firstarc = new ArcNode;test_PV_node-firstarc-adjvex = #;test_PV_node-firstarc-info = 1;test_PArc_node = test_PV_node-firstarc;test_PArc_node-nextarc = new ArcNode;test_PArc_node-next
12、arc-adjvex = #;test_PArc_node-nextarc-info = count + 1;test_PArc_node-nextarc-nextarc = NULL;test_stack.pop();test_stack.push(test_V_node);第 5 页else test_V_node = new VNode;test_V_node-data=0;test_V_node-firstarc = new ArcNode;test_V_node-firstarc-adjvex = temp_char;test_V_node-firstarc-info = 1;tes
13、t_V_node-firstarc-nextarc = NULL;test_V_node-nextv = new VNode;test_V_node-nextv-data = 1;test_V_node-nextv-firstarc = NULL;test_V_node-nextv-nextv = NULL;test_stack.push(test_V_node);inreg.serve();return true;六、实验数据、结果分析本次实验以课本 3.6 节课后练习 3.6.3（2）为测试用例，输入及输出结果如下：通过实验记录可知，程序输出的 NFA 是输入的正则表达式构造 NFA 的正确结果，程序第 6 页的输出结果与实际的结果一致，程序能正确实现 THOMPSON 算法。通过本次试验，我初步掌握 THOMPSON 算法原理和方法，并且对正则表达式和 NFA 有了更深入的理解，更能理解它们之间的联系，这对于以后我将他们应用于更多地方有很多帮助。同时通过上机编程锻炼了我的动手能力。
