/// <summary>
/// Установить выходные связи frag на state
/// </summary>
/// <param name="frag"></param>
/// <param name="state"></param>
public static void Patch(NFAFragment frag, NFAState state)
{
var e = frag._outArrows.GetEnumerator();
for (int i = 0; i < frag._outArrows.Count; i++)
{
frag._outArrows[i].value = state;
}
}
/// <summary>
/// Конструируем НКА по постфиксному выражению по алгоритму Томпсона
/// </summary>
/// <param name="re"></param>
/// <returns></returns>
private static NFA FromPostfixRe(string re)
{
/*
* Так как выражение поступает в постфиксной нотации алгоритм работает на стеке.
* Для построения НКА используются такие абстрации:
* NFAState - состояние НКА с выходным(-и) узлом. Может быть четырех типов:
* если c < 256 - это состояние с одним выходом, по которому можно перейти если очередной символ равен (char)c
* если c = 256 - это состояние с двумя е-переходами (Split)
* и если c = 257 - то это финальное состояние (оно одно такое)
* NFAFragment - кусочек строящегося НКА, со ссылкой на стартовое состояние и указателями (NFAStatePointer) на
* выходные узлы графа.
* Таким образом соединение двух фрагментов f1, f2 например для случая конкатенации (последовательно)
* осуществляется путем создания нового фрагмента f3, установки f3.Start = f1.Start, f3.OutArrows = f2.OutArrows
* и установки всех указателей из f1.OutArrows на f2.Start (NFAFragment.Patch())
*/
Stack <NFAFragment> stack = new Stack <NFAFragment>();
NFAFragment e, e1, e2;
NFAState s;
foreach (char ch in re)
{
switch (ch)
{
default: //Literal characters
s = new NFAState(ch, null, null);
stack.Push(new NFAFragment(s, new List <NFAStatePointer>()
{
s.OutArrowPtr
}));
break;
case CONCAT: //Concatenation
e2 = stack.Pop();
e1 = stack.Pop();
NFAFragment.Patch(e1, e2.Start);
stack.Push(new NFAFragment(e1.Start, e2.OutArrows));
break;
case ALT: //Alternation
e2 = stack.Pop();
e1 = stack.Pop();
s = new NFAState(NFAStateName.Split, e1.Start, e2.Start);
stack.Push(new NFAFragment(s, NFAFragment.Concat(e1, e2)));
break;
case QUEST: //Zero or one
e = stack.Pop();
s = new NFAState(NFAStateName.Split, e.Start, null);
stack.Push(new NFAFragment(s, NFAFragment.Concat(e.OutArrows, new List <NFAStatePointer>()
{
s.OutArrow1Ptr
})));
break;
case STAR: //Zero or more
e = stack.Pop();
s = new NFAState(NFAStateName.Split, e.Start, null);
NFAFragment.Patch(e, s);
stack.Push(new NFAFragment(s, new List <NFAStatePointer>()
{
s.OutArrow1Ptr
}));
break;
case PLUS: //One or more
e = stack.Pop();
s = new NFAState(NFAStateName.Split, e.Start, null);
NFAFragment.Patch(e, s);
stack.Push(new NFAFragment(e.Start, new List <NFAStatePointer>()
{
s.OutArrow1Ptr
}));
break;
}
}
//Осталось только взять верхний элемент стека, он и есть построенный НКА,
//и все выходные связи установить в финальное состояние
e = stack.Pop();
NFAFragment.Patch(e, NFAState.MatchState);
return(new NFA(e.Start));
}
/// <summary>
/// Склеить списки выходных связей двух фрагментов
/// </summary>
/// <param name="f1"></param>
/// <param name="f2"></param>
/// <returns></returns>
public static IList <NFAStatePointer> Concat(NFAFragment f1, NFAFragment f2)
{
return(Concat(f1.OutArrows, f2.OutArrows));
}