Flutter自动机理论应用插件automata_theory的使用
Flutter自动机理论应用插件automata_theory的使用
实现了一些在Dart语言中的自动机。
由Pedro Lemos(@pedrolemoz)创建于2023年7月22日
当前实现的自动机包括:
- 确定性有限自动机(DFA)
- 非确定性有限自动机(NFA)
- 带ε转换的非确定性自动机(eNFA)
- 任意自动机的邻接矩阵
确定性有限自动机(DFA)
以下是一个DFA示例,该DFA处理包含子串“aabb”的字符串集{a, b}。
// DFA over the set {a, b} that contains the substring "aabb"
void main() {
final q0 = DeterministicState(name: 'q0', isInitial: true); // 初始状态
final q1 = DeterministicState(name: 'q1'); // 状态1
final q2 = DeterministicState(name: 'q2'); // 状态2
final q3 = DeterministicState(name: 'q3'); // 状态3
final q4 = DeterministicState(name: 'q4', isFinal: true); // 最终状态
q0.setTransitions(
[
MapEntry('a', q1), // 从q0到q1的'a'转换
MapEntry('b', q0), // 从q0到q0的'b'转换
],
);
q1.setTransitions(
[
MapEntry('a', q2), // 从q1到q2的'a'转换
MapEntry('b', q0), // 从q1到q0的'b'转换
],
);
q2.setTransitions(
[
MapEntry('a', q2), // 从q2到q2的'a'转换
MapEntry('b', q3), // 从q2到q3的'b'转换
],
);
q3.setTransitions(
[
MapEntry('a', q1), // 从q3到q1的'a'转换
MapEntry('b', q4), // 从q3到q4的'b'转换
],
);
q4.setTransition(MapEntry(epsilon, q4)); // 从q4到q4的ε转换
final automaton = DFA(
states: {q0, q1, q2, q3, q4}, // 所有状态
alphabet: {'a', 'b'}, // 字母表
);
print(automaton.evaluate('aaabbb')); // 输出true
print(automaton.evaluate('abab')); // 输出false
}
非确定性有限自动机(NFA)
以下是一个NFA示例,该NFA处理以子串“10”开头的字符串集{0, 1}。
// NFA over the set {0, 1} that starts with the substring "10"
void main() {
final q0 = NonDeterministicState(name: 'q0', isInitial: true); // 初始状态
final q1 = NonDeterministicState(name: 'q1'); // 状态1
final q2 = NonDeterministicState(name: 'q2', isFinal: true); // 最终状态
q0.setTransition(MapEntry('1', {q1})); // 从q0到q1的'1'转换
q1.setTransition(MapEntry('0', {q2})); // 从q1到q2的'0'转换
q2.setTransition(MapEntry(epsilon, {q2})); // 从q2到q2的ε转换
final automaton = NFA(
states: {q0, q1, q2}, // 所有状态
alphabet: {'0', '1'}, // 字母表
);
print(automaton.evaluate('101111')); // 输出true
print(automaton.evaluate('110101')); // 输出false
}
带ε转换的非确定性自动机(eNFA)
以下是一个eNFA示例,该eNFA处理正好是子串“abc”或以子串“cc”结尾的字符串集{a, b, c}。
// eNFA over the set {a, b, c} that is exactly the substring "abc" or ends with the substring "cc"
void main() {
final q0 = NonDeterministicState(name: 'q0', isInitial: true); // 初始状态
final q1 = NonDeterministicState(name: 'q1'); // 状态1
final q2 = NonDeterministicState(name: 'q2'); // 状态2
final q3 = NonDeterministicState(name: 'q3'); // 状态3
final q4 = NonDeterministicState(name: 'q4', isFinal: true); // 最终状态
final q5 = NonDeterministicState(name: 'q5'); // 状态5
final q6 = NonDeterministicState(name: 'q6'); // 状态6
final q7 = NonDeterministicState(name: 'q7', isFinal: true); // 最终状态
q0.setTransition(MapEntry(epsilon, {q1, q5})); // 从q0到q1和q5的ε转换
q1.setTransition(MapEntry('a', {q2})); // 从q1到q2的'a'转换
q2.setTransition(MapEntry('b', {q3})); // 从q2到q3的'b'转换
q3.setTransition(MapEntry('c', {q4})); // 从q3到q4的'c'转换
q5.setTransitions([
MapEntry('a', {q5}), // 从q5到q5的'a'转换
MapEntry('b', {q5}), // 从q5到q5的'b'转换
MapEntry('c', {q5, q6}), // 从q5到q5和q6的'c'转换
]);
q6.setTransition(MapEntry('c', {q7})); // 从q6到q7的'c'转换
final automaton = EpsilonNFA(
states: {q0, q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7}, // 所有状态
alphabet: {'a', 'b', 'c'}, // 字母表
);
print(automaton.evaluate('abccc')); // 输出true
print(automaton.evaluate('abaaabb')); // 输出false
}
更多关于Flutter自动机理论应用插件automata_theory的使用的实战系列教程也可以访问 https://www.itying.com/category-92-b0.html
更多关于Flutter自动机理论应用插件automata_theory的使用的实战系列教程也可以访问 https://www.itying.com/category-92-b0.html
当然,下面是一个关于如何在Flutter项目中使用automata_theory
插件的示例代码。这个插件通常用于实现自动机理论相关的功能,比如有限状态机(Finite State Machine, FSM)。请注意,由于automata_theory
并非一个广泛知名的Flutter插件,我将假设一个类似的API设计来展示其可能的用法。
首先,确保你已经在pubspec.yaml
文件中添加了automata_theory
(或类似名称的插件)依赖:
dependencies:
flutter:
sdk: flutter
automata_theory: ^x.y.z # 替换为实际版本号
然后运行flutter pub get
来安装依赖。
接下来,是一个简单的Flutter应用示例,它使用automata_theory
插件来创建一个有限状态机(FSM),并展示如何使用该FSM处理输入。
import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:automata_theory/automata_theory.dart'; // 假设插件包名为automata_theory
void main() {
runApp(MyApp());
}
class MyApp extends StatelessWidget {
@override
Widget build(BuildContext context) {
return MaterialApp(
title: 'Automata Theory Demo',
theme: ThemeData(
primarySwatch: Colors.blue,
),
home: AutomataDemo(),
);
}
}
class AutomataDemo extends StatefulWidget {
@override
_AutomataDemoState createState() => _AutomataDemoState();
}
class _AutomataDemoState extends State<AutomataDemo> {
late FiniteStateMachine fsm;
@override
void initState() {
super.initState();
// 定义状态集合
var states = {'q0', 'q1', 'q2'};
// 定义初始状态
var initialState = 'q0';
// 定义接受状态集合
var acceptStates = {'q2'};
// 定义转换函数 (delta)
var transitions = {
'q0': {'0': 'q0', '1': 'q1'},
'q1': {'0': 'q2', '1': 'q0'},
'q2': {'0': 'q1', '1': 'q2'},
};
// 创建有限状态机
fsm = FiniteStateMachine(states, initialState, acceptStates, transitions);
}
void processInput(String input) {
var currentState = fsm.currentState;
for (var symbol in input.split('')) {
currentState = fsm.transition(currentState, symbol)!;
}
print('Final state after processing input "$input": $currentState');
print('Is the input accepted? ${fsm.isAcceptState(currentState)}');
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Scaffold(
appBar: AppBar(
title: Text('Automata Theory Demo'),
),
body: Padding(
padding: const EdgeInsets.all(16.0),
child: Column(
mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
children: [
TextField(
decoration: InputDecoration(
labelText: 'Enter binary input',
),
onChanged: (value) {
// 这里我们可以实时处理输入,但为了简单起见,仅在提交时处理
},
onEditingComplete: () {
processInput(TextField.currentTextEditingValue!.text);
},
),
SizedBox(height: 20),
ElevatedButton(
onPressed: () {
// 假设TextField当前有焦点,这里模拟按下完成编辑
FocusScope.of(context).unfocus();
},
child: Text('Process Input'),
),
],
),
),
);
}
}
// 假设的FiniteStateMachine类实现
class FiniteStateMachine {
final Set<String> states;
String currentState;
final Set<String> acceptStates;
final Map<String, Map<String, String?>> transitions;
FiniteStateMachine(this.states, this.currentState, this.acceptStates, this.transitions);
String? transition(String fromState, String symbol) {
return transitions[fromState]?[symbol];
}
bool isAcceptState(String state) {
return acceptStates.contains(state);
}
}
在这个示例中,我们定义了一个简单的二进制字符串接受器有限状态机(FSM),它接受以01
结尾的二进制字符串。用户可以在TextField中输入二进制字符串,点击按钮或通过完成编辑来触发处理输入的逻辑。
请注意,FiniteStateMachine
类是一个假设的实现,实际使用时你需要根据automata_theory
插件提供的API进行调整。如果automata_theory
插件提供了更高级别的抽象或不同的API设计,你需要参考其文档进行相应调整。