有限自動機的不同型別有哪些?


有限自動機是一種抽象的計算裝置。它是具有離散輸入、輸出、狀態和狀態之間轉換集的系統的數學模型,這些轉換髮生在來自字母表Σ的輸入符號上。

有限自動機的形式化定義

有限自動機定義為一個五元組

M=(Q, Σ, δ,q0,F)

其中:

  • Q:稱為狀態的有限集合。
  • Σ:稱為字母表的有限集合。
  • δ:Q × Σ → Q 是狀態轉移函式。
  • q0 ∈ Q 是起始狀態或初始狀態。
  • F:最終狀態或接受狀態。

型別

有限自動機的不同型別如下:

  • 無輸出的有限自動機
    • 確定性有限自動機 (DFA)。
    • 非確定性有限自動機 (NFA 或 NDFA)。
    • 具有ε-轉移的非確定性有限自動機 (ε-NFA 或 ε-NDFA)。
  • 有輸出的有限自動機
    • Moore 機。
    • Mealy 機。

不同自動機(DFA)的定義

確定性有限自動機定義為一個五元組

M=(Q, Σ, δ,q0,F)

其中:

  • Q:稱為狀態的有限集合。
  • Σ:稱為字母表的有限集合。
  • δ:Q × Σ → Q 是狀態轉移函式。
  • q0 ∈ Q 是起始狀態或初始狀態。
  • F:最終狀態或接受狀態。

非確定性有限自動機 (NFA)

NFA 也具有與 DFA 相同的五個狀態,但狀態轉移函式不同,如下所示:

δ: Q × Σ → 2Q

非確定性有限自動機定義為一個五元組:

M=(Q, Σ, δ,q0,F)

其中:

  • Q:狀態的有限集合
  • Σ:輸入符號的有限集合
  • q0:初始狀態
  • F:最終狀態
  • δ:狀態轉移函式:Q × Σ → 2Q

Mealy 機

Mealy 機由六元組 (Q, q0, Σ, O, δ, λ') 描述

其中:

  • Q:狀態的有限集合
  • q0:機器的初始狀態
  • Σ:輸入字母表的有限集合
  • O:輸出字母表
  • δ:狀態轉移函式,其中 Q × Σ → Q
  • λ':輸出函式,其中 Q × Σ → O

Moore 機

Moore 機由六元組 (Q, q0, Σ, O, δ, λ) 描述

其中:

  • Q:狀態的有限集合
  • q0:機器的初始狀態
  • Σ:輸入符號的有限集合
  • O:輸出字母表
  • δ:狀態轉移函式,其中 Q × Σ → Q
  • λ:輸出函式,其中 Q → O

更新於:2021年6月11日

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