https://github.com/letmefly666/re2dfa
Regular expression to DFA(Deterministic Finite State) | 正则表达式转最小化DFA
https://github.com/letmefly666/re2dfa
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JSON representation
Regular expression to DFA(Deterministic Finite State) | 正则表达式转最小化DFA
- Host: GitHub
- URL: https://github.com/letmefly666/re2dfa
- Owner: LetMeFly666
- License: gpl-3.0
- Created: 2022-03-28T07:16:23.000Z (about 4 years ago)
- Default Branch: master
- Last Pushed: 2022-04-12T15:21:16.000Z (about 4 years ago)
- Last Synced: 2025-04-09T18:12:04.970Z (about 1 year ago)
- Language: C++
- Homepage: https://re2dfa.letmefly.xyz
- Size: 773 KB
- Stars: 10
- Watchers: 1
- Forks: 0
- Open Issues: 1
-
Metadata Files:
- Readme: Readme.md
- License: LICENSE
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README
# Re2DFA
Regular expression to DFA(Deterministic Finite State)
项目地址：[https://github.com/LetMeFly666/Re2DFA](https://github.com/LetMeFly666/Re2DFA)
**使用方法**
在正则表达式输入框输入正则表达式后，点击“转换”即可。
当前[字符](#Character)、[运算符](#Operator)支持范围详情请点击查看。
若输入不合法等导致程序出错，DFA等栏目将会显示默认状态。详情请看[错误码](#ErrorCode)
以“第一个字符为0，最后一个字符1，由0和1组成的字符串”为例：
运行程序：
主页：
输入前：
输入```0(0|1)*1```并点击```转换```：
NFA：
DFA：
简化DFA：
**编译方法**
在VS中添加QT插件，配置好QT环境后，F5编译运行即可。
**例如**
+ ```0(0|1)*1```
+ ```1|(0(0|1)*1)*```
+ ```(a|b)*ab(a*|b)```
+ ```a((a|d)*(a|d)|ε)```
## 实现目标
输入正则表达式，程序绘制出对应的简化DFA
## 概念
+ [正则表达式](#RegularExpression)
+ [字符](#Character)
+ [实字符](#CharacterReal)
+ [空字符](#CharacterEmpty)
+ [运算符](#Operator)
+ [选择符](#OperatorOr)
+ [连接符](#OperatorConcatenation)
+ [括号符](#OperatorBrackets)
+ [重复符](#OperatorRepetition)
+ [错误码](#ErrorCode)
**@Input**
| 名称 | 类型 | 描述 |
| :--------- | ------ | ---------------------------------------------- |
| 正则表达式 | String | 代表正则表达式的字符串，包括数个[字符](#Character)和[运算符](#Operator)。 |
**字符**
| 名称 | 类型 | 描述 |
| ---- | ---- | ------------------------------------------------------------ |
| 字符 | Char | 代表串中要出现的字符
•支持**实字符**```a~z```、```A~Z```、```0~9```
•支持**空字符**```ε``` |
**运算符**
| 名称 | 类型 | 描述 |
| ------ | -------- | ---- |
| 运算符 | Operator | 确定正则的运算规则
•支持选择符|
•支持连接符```·```
•支持重复符```*```
•支持括号符```()``` |
| 名称 | 类型 | 描述 |
| ---- | --- | --- |
| 选择符 | Operator | 若```a```和```b```代表两个正则表达式，则a|b代表```a或b```，即无论是```a```还是```b```都能匹配正则表达式 |
| 连接符 | Operator | 若```a```和```b```代表两个正则表达式，则```a·b```代表```a后b```（```·```可省略，```a·b```等价于```ab```），即若一个串能从某处分成两串，使得前串匹配```a```且后串匹配```b```，则此串能匹配```a·b``` |
| 重复符 | Operator | 若```a```代表一个正则表达式，则```a*```代表```数个a```（个数n≥0），即若一个串能分成数个串，使得每个串都匹配```a```，则此串能匹配```a*``` |
| 括号符 | Operator | 若```a```代表一个正则表达式，则```(a)```等价于```a```。括号符不能拆开单独使用，但括号符可以提高优先级 |
**优先级** ```()``` > ```*``` > ```·``` > ```|```
**错误码**
为了使得用户输入错误表达式时程序不至于崩溃，程序具有了一定程度上的纠错功能。
目前支持以下错误处理：
| 值 | 类型 | 描述 |
| ---- | --- | --- |
| 0 | Int | 无误 |
| 1 | Int | )找不到( |
| 2 | Int | 双目运算符无法出栈两个NFA |
| 3 | Int | 单目运算符无法出栈单个NFA |
| 4 | Int | NFA构建完毕后栈中FNA个数不为一 |
| 5 | Int | 出现不受支持的字符 |
| 6 | Int | 内置文件丢失 |
| 7 | Int | 无写文件权限 |
## 实现思路
输入的正则表达式 → 添加上省略的· → 转换为逆波兰表达式 → 转为NFA → 可视化显示NFA → NFA转为DFA(并可视化) -> 简化DFA(并可视化)
### 添加上省略的·
有以下情况需要在中间添加· ：
```·``` ：194|183
```ε``` ：206|181
程序内部用 ```.``` 代表 ```·``` ，用 ```,``` 代表 ```ε```
+ ab
+ a(
+ )a
+ *b
+ *(
### 逆波兰到NFA
#### 构建NFA
构建NFA栈，从左到右遍历逆波兰表达式：
+ 遇到字母：构建基本NFA入栈
+ 遇到运算符：出栈相应数量的NFA，构建新的NFA入栈
最终栈中剩且仅剩下一个NFA记为最终的NFA
#### NFA的可视化
这里本来准备尝试使用GraphViz。但是放弃的原因有两点：
1. C语言不好配置GraphViz的头文件等，若直接调用编译好的dots.exe则Release需要增加20多M
2. GraphViz生成的图像不太好控制大小方向，且似乎没有颜色
当成功让QT显示了html 且 成功用js生成mermaid图后，决定使用[此项目(https://github.com/mermaid-js/mermaid)](https://github.com/mermaid-js/mermaid)的js将程序生成的源码转成图像。
在此对开源项目的开发者致敬！
#### NFA转为DFA
**思想：** λ（ε）合并、符号合并
初态：Start的ε闭包
每次：走一个Char后求闭包
一个新的状态集为一个DFA
#### 简化DFA
**思想：** 将等价状态合并。
**等价状态：** 初态在同组，经过相同的路径到达的节点也在同组。
**初始分组：** 初始状态将“End节点”、“非End节点”划分为2组。
**编程过程注意：**
若采用```map```来记录每个DFA对应的组号，则迭代过程中要注意不同DFA是否为同组的问题。包括但不限于：
1. 起始状态不在同组但经过相同字符能到达同组的DFA不能划分为同组
2. 由组中不在终态的节点建立的节点的isEnd是false，但同组有End节点的话应修改新节点的isEnd为true。（在1.的条件下似乎不会有2.的情况出现）
## Release
### How To Release
#### 打包QT程序所需依赖
##### 1. QT所需
```bat
windeployqt Re2DFA.exe
```
其中 ```windeployqt``` 可以直接打开```QT的命令行```来使用。或者找到自己电脑上```windeployqt.exe```的位置。例如我电脑```QT安装目录```是```F:\OtherApps\Program\QT\Apps```，安装版本是```msvc2017 x64 5.14.2```，那么我电脑上```windeployqt.exe```就在：```F:\OtherApps\Program\QT\Apps\5.14.2\msvc2017_64\bin\windeployqt.exe```
```bat
"F:\OtherApps\Program\QT\Apps\5.14.2\msvc2017_64\bin\windeployqt.exe" Re2DFA.exe
```
**上述操作最好在一个空的文件夹(With Re2DFA.exe included)中进行。**
##### 2. VS所需
然后添加VS编译出来的程序运行所需要的DLL文件，包括但可能不限于：
1. MSVCP140.dll
2. VCRUNTIME140.dll
3. VCRUNTIME140_1.dll
##### 3. html所需
1. DFA_tail.html
2. DFA_head.html
3. initialDFA.html
4. mermaid.min.js
### 下载发行版
#### DLL、静态文件等依赖
QT所需
VS所需
静态文件
#### 发行版
v0.0.1-x64
v0.0.1-x64-Release.zip镜像地址
## TODO
### ForBetter
+ 正则表达式与运算过多时，生成的SVG图片可能水平宽度过大，导致图片上的字体非常小
+ 生成的SVG图片无法上下居中（若上下居中，则竖直高度过高时可能无法上下滑动导致内容显示不全）
+ 便捷输入的各个字符按钮点击后只会将字符插入到输入框末尾，而不能插入到光标所在位置
+ 便捷输入的各个字符按钮点击后不会自动聚焦到输入框，而是需要再次点击输入框才能继续按键输入
+ 在缩放比例不是100%的Windows系统上，字体大小会发生变化
+ 程序界面大小固定，不可放大。
### BugFix
```None```