题目
假定DFA M = ( S_0, S_1, S_2, S_3, S_4, S_5, a, b, f, S_0, S_4, S_5),且有:}f(S_0, a) &= S_1 f(S_0, b) &= S_2 f(S_1, a) &= S_2 f(S_1, b) &= S_3 f(S_2, a) &= S_1 f(S_2, b) &= S_4 f(S_3, a) &= S_4 f(S_4, b) &= S_5 ,试写出表示以11开头,00结尾的串的正规式。
假定DFA $M = ( \{S_0, S_1, S_2, S_3, S_4, S_5\}, \{a, b\}, f, S_0, \{S_4, S_5\})$,且有:
$$
\begin{align*}
f(S_0, a) &= S_1 \\
f(S_0, b) &= S_2 \\
f(S_1, a) &= S_2 \\
f(S_1, b) &= S_3 \\
f(S_2, a) &= S_1 \\
f(S_2, b) &= S_4 \\
f(S_3, a) &= S_4 \\
f(S_4, b) &= S_5 \\
\end{align*}
$$
(1) 试给出DFA $M$的状态转换图。
(2) 试给出DFA $M$的状态转换表。
(3) 给定字母表$\Sigma=\{0,1\}$,试写出表示以11开头,00结尾的串的正规式。
题目解答
答案
以下是针对题目要求的完整解答:
1. DFA M 的状态转换图
- 状态集合:$ Q = \{S_0, S_1, S_2, S_3, S_4, S_5, S_6\} $,其中 $ S_6 $ 为补充的死状态(用于保证DFA完整性)。
- 初始状态:$ S_0 $,用“→”标记。
- 终止状态:$ S_4, S_5 $,用双圈表示。
- 转移关系:
- $ S_0 \xrightarrow{a} S_1 $,$ S_0 \xrightarrow{b} S_2 $
- $ S_1 \xrightarrow{a} S_2 $,$ S_1 \xrightarrow{b} S_3 $
- $ S_2 \xrightarrow{a} S_1 $,$ S_2 \xrightarrow{b} S_4 $
- $ S_3 \xrightarrow{a} S_4 $,$ S_3 \xrightarrow{b} S_6 $
- $ S_4 \xrightarrow{a} S_6 $,$ S_4 \xrightarrow{b} S_5 $
- $ S_5 \xrightarrow{a,b} S_6 $
- $ S_6 \xrightarrow{a,b} S_6 $
> 注:图形需手绘或用工具绘制,确保所有状态和转移箭头清晰标注,终止状态双圈,死状态可标注为“陷阱”。
2. DFA M 的状态转换表
| 状态 | 输入 a | 输入 b |
|---|---|---|
| S0 | S1 | S2 |
| S1 | S2 | S3 |
| S2 | S1 | S4 |
| S3 | S4 | S6 |
| S4 | S6 | S5 |
| S5 | S6 | S6 |
| S6 | S6 | S6 |
3. 以11开头、00结尾的串的正则式
给定字母表 $ \Sigma = \{0, 1\} $,满足条件的字符串结构为:
- 开头固定为
11 - 中间任意由0和1组成的串(含空串),记作 $ (0|1)^* $
- 结尾固定为
00
因此,正则式为:
$11(0|1)^*00$
该表达式覆盖所有合法字符串,如 1100、110100、111110000 等,同时排除不符合开头或结尾条件的串。