解釋 DFA 中的補集過程


下面解釋了確定性有限自動機 (DFA) 中的補集過程。

讓我們以一個由 (Q, Σ, δ,q0,F) 定義的 DFA 為例,它接受語言 L1。現在,接受語言 L2 的 DFA,其中 L2 = ̅L1,定義如下:

         (Q, Σ, δ,q0,Q-F)

DFA 的補集是透過將非終結狀態設為終結狀態,並將終結狀態設為非終結狀態得到的。

被補集 DFA L2 接受的語言是語言 L1 的補集。

示例

讓我們考慮一些示例,以清楚地瞭解 DFA 的補集過程。

示例 1

考慮兩種語言 L1 和 L2。

在 L1 中,所有字串在字母表 {a,b} 上以 'a' 開頭

L1={a,ab,aa,aba,aab,aaa,……}

在 L2 中,所有字串在字母表 {a,b} 上不以 'a' 開頭

L2={€, b,ba,bab,baa,bba,……}

在這裡,我們可以觀察到這兩種語言的形式為:

L2 = ̅L1

下面給出了接受所有以 'a' 開頭的 {a, b} 上的字串集的 L1 的 DFA 的狀態轉換圖:

q0 在 'a' 上轉到 q1,q1 是一個終結狀態,並生成以字母 'a' 開頭的字串

{a,ab,aab,abb,aaab,……}

其中 q2 是死狀態。

構建補集的 DFA

現在,我們可以透過簡單地交換終結狀態和非終結狀態來構建補集的 DFA。

這指的是將非終結狀態更改為終結狀態,並將終結狀態更改為非終結狀態。

構建補集的 DFA 後的狀態轉換圖如下:

以上狀態轉換圖是補集 DFA,它接受不以 'a' 開頭的字串。

q0 在 'a' 上轉到 q1,q1 是一個死狀態,因此,可以清楚地看到以上狀態轉換 DFA 不會生成以 'a' 開頭的字串。

更新於: 2021 年 6 月 15 日

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