第二章词法分析2.1完成下列选择题：(1)词法分析器的输出结果是。a.单词的种别编码b.单词在符号表中的位置c.单词的种别编码和自身值d.单词自身值(2)正规式M1和M2等价是指。a.M1和M2的状态数相等b.M1和M2的有向边条数相等c.M1和M2所识别的语言集相等d.M1和M2状态数和有向边条数相等(3)DFAM(见图2-1)接受的字集为。a.以0开头的二进制数组成的集合b.以0结尾的二进制数组成的集合c.含奇数个0的二进制数组成的集合d.含偶数个0的二进制数组成的集合【解答】(1)c(2)c(3)d图2-1习题的DFAM2.2什么是扫描器？扫描器的功能是什么？【解答】扫描器就是词法分析器，它接受输入的源程序，对源程序进行词法分析并识别出一个个单词符号，其输出结果是单词符号，供语法分析器使用。通常是把词法分析器作为一个子程序，每当词法分析器需要一个单词符号时就调用这个子程序。每次调用时，词法分析器就从输入串中识别出一个单词符号交给语法分析器。2.3设M=({x,y},{a,b},f,x,{y})为一非确定的有限自动机，其中f定义如下：f(x,a)={x,y}f{x,b}={y}f(y,a)=Φf{y,b}={x,y}试构造相应的确定有限自动机M′。【解答】对照自动机的定义M=(S,Σ,f,So,Z)，由f的定义可知f(x,a)、f(y,b)均为多值函数，因此M是一非确定有限自动机。先画出NFAM相应的状态图，如图2-2所示。图2-2习题的NFAM用子集法构造状态转换矩阵，如表2-1所示。表2-1状态转换矩阵XY001XabbbaY将转换矩阵中的所有子集重新命名，形成表2-2所示的状态转换矩阵，即得到M′=({0,1,2},{a,b},f,0,{1,2})，其状态转换图如图2-3所示。表2-2状态转换矩阵将图2-3所示的DFAM′最小化。首先，将M′的状态分成终态组{1,2}与非终态组{0}。其次，考察{1,2}，由于{1,2}a={1,2}b={2}Ì{1,2}，所以不再将其划分了，也即整个划分只有两组：{0}和{1,2}。令状态1代表{1,2}，即把原来到达2的弧都导向1，并删除状态2。最后，得到如图2-4所示的化简了的DFAM′。图2-3习题2.3的DFAM′图2-4图2-3化简后的DFAM′2.4正规式(ab)*a与正规式a(ba)*是否等价？请说明理由。【解答】正规式(ab)*a对应的NFA如图2-5所示，正规式a(ba)*对应的NFA如图2-6所示。图2-5正规式(ab)*a对应的NFA图2-6正规式a(ba)*对应的DFA这两个正规式最终都可得到最简DFA，如图2-7所示。因此，这两个正规式等价。021abba,b01aba,bY1X2abaY1X2aba图2-7最简NFA2.5设有L(G)={a2n+1b2ma2p+1|n≥0,p≥0,m≥1}。(1)给出描述该语言的正规表达式；(2)构造识别该语言的确定有限自动机(可直接用状态图形式给出)。【解答】该语言对应的正规表达式为a(aa)*bb(bb)*a(aa)*，正规表达式对应的NFA如图2-8所示。图2-8习题2-5的NFA用子集法将图2-8确定化，如图2-9所示。由图2-9重新命名后的状态转换矩阵可化简为(也可由最小化方法得到){0,2}{1}{3,5}{4,6}{7}按顺序重新命名为0、1、2、3、4后得到最简的DFA，如图2-10所示。图2-9习题的状态转换矩阵图2-10习题的最简DFA2.6有语言L={w|w∈(0,1)+，并且w中至少有两个1，又在任何两个1之间有偶数个0}，试构造接受该语言的确定有限状态自动机(DFA)。【解答】对于语言L，w中至少有两个1，且任意两个1之间必须有偶数个0；也即在第一个1之前和最后一个1之后，对0的个数没有要求。据此我们求出L的正规式为0*1(00(00)*1)*00(00)*10*，画出与正规式对应的NFA，如图2-11所示。图2-11习题的NFA0ab1Y1Xba345bbab6aa2aa{X}{1}{2}{1}{1}{2}{3}{4}{5}{Y}{6}¡ª{Y}¡ª{6}{Y}¡ª{3}¡ª{4}{5}{4}¡ª¡ª0123457612¡ª¡ª3¡ª17¡ª67454¡ª¡ªÖØÐÂÃüÃûIIaIbSab410ba23ababaY1X0156700100123400000用子集法将图2-11的NFA确定化，如图2-12所示。图2-12习题的状态转换矩阵由图2-12可看出非终态2和4的下一状态相同，终态6和8的下一状态相同，即得到最简状态为{0}、{1}、{2,4}、{3}、{5}、{6,8}、{7}按顺序重新命名为0、1、2、3、4、5、6，则得到最简DFA，如图2-13所示。图2-13习题的最简DFA2.7已知正规式((a|b)*|aa)*b和正规式(a|b)*b。(1)试用有限自动机的等价性证明这两个正规式是等价的；(2)给出相应的正规文法。【解答】(1)正规式((a|b)*|aa)*b对应的NFA如图2-14所示。图2-14正规式...