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from graphviz import Digraph
class AFD:
def __init__(self, alfabeto=None, estados=None, estadoInicial=None, estadosAceptacion=None, delta=None, nombreArchivo=None):
if nombreArchivo:
self.cargar_desde_archivo(nombreArchivo)
self.verificarCorregirCompletitud()
else:
self.alfabeto = alfabeto
self.estados = estados
self.estadoInicial = estadoInicial
self.estadosAceptacion = estadosAceptacion
self.delta = delta
self.estadosLimbo = []
self.estadosInaccesibles = []
def __str__(self):
output = "!DFA\n"
output += "#alphabet\n"
# Ordenar el alfabeto eliminando duplicados
sorted_alfabeto = sorted(set(self.alfabeto), key=ord)
# Crear rangos
rangos = []
rango_actual = [sorted_alfabeto[0]]
for i in range(1, len(sorted_alfabeto)):
if ord(sorted_alfabeto[i]) - ord(rango_actual[-1]) == 1:
rango_actual.append(sorted_alfabeto[i])
else:
rangos.append(rango_actual)
rango_actual = [sorted_alfabeto[i]]
rangos.append(rango_actual)
# Imprimir rangos
for rango in rangos:
if len(rango) > 1:
output += f"{rango[0]}-{rango[-1]}\n"
else:
output += f"{rango[0]}\n"
output += "#states\n"
estados_str = [str(estado) for estado in self.estados]
output += "\n".join(estados_str) + "\n"
output += "#initial\n"
output += str(self.estadoInicial) + "\n"
output += "#accepting\n"
estadosAceptacion_str = [str(estado) for estado in self.estadosAceptacion]
output += "\n".join(estadosAceptacion_str) + "\n"
output += "#transitions\n"
for source, transitions in self.delta.items():
for letter, target in transitions.items():
output += f"{source}:{letter}>{target}\n"
output += "#inaccessible\n"
output += "\n".join(sorted(self.estadosInaccesibles)) + "\n"
output += "#limbo\n"
output += "\n".join(sorted(self.estadosLimbo)) + "\n"
return output
def eliminar_limbo(self):
self.estados.remove('limbo')
self.estadosLimbo = []
def imprimirAFDSimplificado(self):
self.eliminar_estados_inaccesibles()
self.eliminar_estados_limbo()
self.eliminar_limbo()
output = "!DFA\n"
output += "#states\n"
estados_no_limbo = [estado for estado in self.estados if estado not in self.estadosLimbo]
output += "\n".join(sorted(estados_no_limbo)) + "\n"
output += "#initial\n"
output += str(self.estadoInicial) + "\n"
output += "#accepting\n"
estados_aceptacion_no_limbo = [estado for estado in self.estadosAceptacion if estado not in self.estadosLimbo]
output += "\n".join(sorted(estados_aceptacion_no_limbo)) + "\n"
output += "#transitions\n"
for source, transitions in self.delta.items():
if source not in self.estadosLimbo:
for letter, target in transitions.items():
if target != 'limbo':
output += f"{source}:{letter}>{target}\n"
return output
def verificarCorregirCompletitud(self):
limbo_transitions_added = False # Marcador para rastrear si se han agregado transiciones al estado de limbo
for estado in self.estados:
if estado not in self.delta:
self.delta[estado] = {}
for simbolo in self.alfabeto:
if simbolo not in self.delta[estado]: # Verificamos si no hay transición definida para el símbolo
self.delta[estado][simbolo] = 'limbo' # Agregamos una transición al limbo para el símbolo
limbo_transitions_added = True
# Agregar el estado de limbo a la lista de estados si es necesario
if 'limbo' not in self.estados and limbo_transitions_added:
self.estados.append('limbo')
return self.estadosLimbo
def hallarEstadosLimbo(self):
for estado in self.estados:
if estado not in self.delta:
self.delta[estado] = {}
# Verificar si todas las transiciones de un estado apuntan al limbo
if all(value == 'limbo' for value in self.delta[estado].values()):
if estado not in self.estadosLimbo and estado not in self.estadosAceptacion:
self.estadosLimbo.append(estado)
return self.estadosLimbo
def hallarEstadosInaccesibles(self):
self.estadosInaccesibles = self.estados.copy()
if self.estadoInicial in self.estadosInaccesibles:
self.estadosInaccesibles.remove(self.estadoInicial)
for estado in self.estados:
if estado in self.delta:
for transicion in self.delta[estado]:
if self.delta[estado][transicion] in self.estadosInaccesibles:
self.estadosInaccesibles.remove(self.delta[estado][transicion])
return self.estadosInaccesibles
def eliminar_estados_inaccesibles(self):
inaccesibles = self.hallarEstadosInaccesibles()
self.estados = [state for state in self.estados if state not in inaccesibles]
self.estadosAceptacion = [state for state in self.estadosAceptacion if state not in inaccesibles]
self.delta = {state: transitions for state, transitions in self.delta.items() if state not in inaccesibles}
def eliminar_estados_limbo(self):
self.estados = [state for state in self.estados if state not in self.estadosLimbo]
self.estadosAceptacion = [state for state in self.estadosAceptacion if state not in self.estadosLimbo]
self.delta = {state: transitions for state, transitions in self.delta.items() if state not in self.estadosLimbo}
def cargar_desde_archivo(self, nombreArchivo):
self.alfabeto = []
self.estados = []
self.estadoInicial = None
self.estadosAceptacion = []
self.delta = {}
self.estadosLimbo = []
self.estadosInaccesibles = []
secciones = {"#alphabet": [], "#states": [], "#initial": [], "#accepting": [], "#transitions": [], "#limbo": [], "#inaccessible": []}
seccion_actual = None
with open(nombreArchivo, 'r') as f:
lines = f.readlines()
# Identificar las secciones
for line in lines:
line = line.strip()
if line in secciones:
seccion_actual = line
elif seccion_actual and line: # Aquí verificamos que la línea no esté vacía
secciones[seccion_actual].append(line)
# Procesar cada sección
for line in secciones['#alphabet']:
# Validar si es un rango o un caracter individual
if '-' in line and len(line.split('-')) == 2: # Asegurarse de que la línea solo contenga dos partes
start, end = line.split('-')
self.alfabeto += [chr(x) for x in range(ord(start), ord(end) + 1) if chr(x) != '$']
else:
if line != '$':
self.alfabeto.append(line)
# Convertir el alfabeto a un conjunto para eliminar duplicados, y luego volver a una lista
self.alfabeto = list(set(self.alfabeto))
for line in secciones['#states']:
self.estados.append(line)
for line in secciones['#initial']:
self.estadoInicial = line
for line in secciones['#accepting']:
self.estadosAceptacion.append(line)
for line in secciones['#transitions']:
if line: # Aquí también verificamos que la línea no esté vacía antes de dividirla
source, letter = line.split(':')
letter, target = letter.split('>')
if source not in self.delta:
self.delta[source] = {}
self.delta[source][letter] = target
for line in secciones['#limbo']:
self.estadosLimbo.append(line)
for line in secciones['#inaccessible']:
self.estadosInaccesibles.append(line)
def exportar(self, nombreArchivo):
with open(nombreArchivo, 'w') as f:
f.write(str(self))
def procesar_cadena(self, cadena):
estadoActual = self.estadoInicial
for simbolo in cadena:
if estadoActual not in self.delta:
return False
estadoActual = self.delta[estadoActual][simbolo]
return estadoActual in self.estadosAceptacion
def procesar_cadena_con_detalles(self, cadena):
estadoActual = self.estadoInicial
procesamiento = f"[{estadoActual},{cadena}]"
for i, simbolo in enumerate(cadena):
if estadoActual not in self.delta:
return False
estadoActual = self.delta[estadoActual][simbolo]
if cadena[i+1:]: # Solo agregue la siguiente transición si la cadena que se procesará a continuación no está vacía
procesamiento += f"->[{estadoActual},{cadena[i+1:]}]"
if estadoActual in self.estadosAceptacion:
procesamiento += "-> Aceptación"
else:
procesamiento += "-> No Aceptación"
return procesamiento
def procesar_cadena_con_detalles_print(self, cadena):
estadoActual = self.estadoInicial
procesamiento = f"{estadoActual}"
for simbolo in cadena:
if estadoActual not in self.delta:
return False
procesamiento += f",{simbolo} --> {self.delta[estadoActual][simbolo]}"
estadoActual = self.delta[estadoActual][simbolo]
return procesamiento
def procesarListaCadenas(self, listaCadenas, nombreArchivo, imprimirPantalla):
if not nombreArchivo or not nombreArchivo.strip():
nombreArchivo = "resultados.txt"
contador_si = 0 # Contador para los "si"
contador_no = 0 # Contador para los "no"
with open(nombreArchivo, 'w') as archivo:
for cadena in listaCadenas:
detalles = self.procesar_cadena_con_detalles_print(cadena)
resultado = "si" if self.procesar_cadena(cadena=cadena) else "no"
if resultado == "si":
contador_si += 1
else:
contador_no += 1
linea = f"{cadena}\t{detalles}\t{resultado}"
archivo.write(linea + '\n')
if imprimirPantalla:
print(linea)
return contador_si, contador_no
def hallarComplemento(self):
complemento = AFD()
complemento.alfabeto = self.alfabeto.copy()
complemento.estados = self.estados.copy()
complemento.estadoInicial = self.estadoInicial
complemento.estadosAceptacion = set(self.estados.copy()) - set(self.estadosAceptacion.copy())
complemento.delta = self.delta.copy()
return complemento
def hallarProductoCartesianoY(self, afd1, afd2):
producto_cartesiano = AFD()
producto_cartesiano.alfabeto = afd1.alfabeto
producto_cartesiano.estados = {(estado1, estado2) for estado1 in afd1.estados for estado2 in afd2.estados} # Producto cartesiano de los estados de los dos AFD
producto_cartesiano.estadoInicial = (afd1.estadoInicial, afd2.estadoInicial)
producto_cartesiano.estadosAceptacion = {(estado1, estado2) for estado1 in afd1.estadosAceptacion for estado2 in afd2.estadosAceptacion}
producto_cartesiano.delta = {}
for estado1 in afd1.estados:
for estado2 in afd2.estados:
producto_cartesiano.delta[(estado1, estado2)] = {}
for simbolo in producto_cartesiano.alfabeto:
producto_cartesiano.delta[(estado1, estado2)][simbolo] = (afd1.delta[estado1][simbolo],afd2.delta[estado2][simbolo])
return producto_cartesiano
def hallarProductoCartesianoO(self, afd1, afd2):
producto_cartesiano = AFD()
producto_cartesiano.alfabeto = afd1.alfabeto
producto_cartesiano.estados = {(estado1, estado2) for estado1 in afd1.estados for estado2 in afd2.estados}
producto_cartesiano.estadoInicial = (afd1.estadoInicial, afd2.estadoInicial)
producto_cartesiano.estadosAceptacion = {(estado1, estado2) for estado1 in afd1.estados for estado2 in afd2.estados if estado1 in afd1.estadosAceptacion or estado2 in afd2.estadosAceptacion}
producto_cartesiano.delta = {}
for estado1 in afd1.estados:
for estado2 in afd2.estados:
producto_cartesiano.delta[(estado1, estado2)] = {}
for simbolo in producto_cartesiano.alfabeto:
producto_cartesiano.delta[(estado1, estado2)][simbolo] = (afd1.delta[estado1][simbolo],afd2.delta[estado2][simbolo])
return producto_cartesiano
def hallarProductoCartesianoDiferencia(self, afd1, afd2):
producto_cartesiano = AFD()
producto_cartesiano.alfabeto = afd1.alfabeto
producto_cartesiano.estados = {(estado1, estado2) for estado1 in afd1.estados for estado2 in afd2.estados}
producto_cartesiano.estadoInicial = (afd1.estadoInicial, afd2.estadoInicial)
# Cambia aquí para calcular la diferencia en vez de la diferencia simétrica
producto_cartesiano.estadosAceptacion = {(estado1, estado2) for estado1 in afd1.estados for estado2 in afd2.estados if estado1 in afd1.estadosAceptacion and estado2 not in afd2.estadosAceptacion}
producto_cartesiano.delta = {}
for estado1 in afd1.estados:
for estado2 in afd2.estados:
producto_cartesiano.delta[(estado1, estado2)] = {}
for simbolo in producto_cartesiano.alfabeto:
producto_cartesiano.delta[(estado1, estado2)][simbolo] = (afd1.delta[estado1][simbolo],afd2.delta[estado2][simbolo])
return producto_cartesiano
def hallarProductoCartesianoDiferenciaSimetrica(self, afd1, afd2):
producto_cartesiano = AFD()
producto_cartesiano.alfabeto = afd1.alfabeto
producto_cartesiano.estados = {(estado1, estado2) for estado1 in afd1.estados for estado2 in afd2.estados}
producto_cartesiano.estadoInicial = (afd1.estadoInicial, afd2.estadoInicial)
# Diferencia simétrica de los estados de aceptación
producto_cartesiano.estadosAceptacion = {(estado1, estado2) for estado1 in afd1.estados for estado2 in afd2.estados if (estado1 in afd1.estadosAceptacion and estado2 not in afd2.estadosAceptacion) or (estado1 not in afd1.estadosAceptacion and estado2 in afd2.estadosAceptacion)}
producto_cartesiano.delta = {}
for estado1 in afd1.estados:
for estado2 in afd2.estados:
producto_cartesiano.delta[(estado1, estado2)] = {}
for simbolo in producto_cartesiano.alfabeto:
producto_cartesiano.delta[(estado1, estado2)][simbolo] = (afd1.delta[estado1][simbolo],afd2.delta[estado2][simbolo])
return producto_cartesiano
def hallarProductoCartesiano(self,afd1,afd2, operacion):
if operacion == 'interseccion':
return self.hallarProductoCartesianoY(afd1,afd2)
elif operacion == 'union':
return self.hallarProductoCartesianoO(afd1,afd2)
elif operacion == 'diferencia':
return self.hallarProductoCartesianoDiferenciaSimetrica(afd1,afd2)
else:
print("Operacion no valida")
def draw(self):
dfa = Digraph()
dfa.attr(rankdir='LR')
for estado in self.estados:
if estado in self.estadosAceptacion:
dfa.attr('node', shape='doublecircle')
else:
dfa.attr('node', shape='circle')
dfa.node(str(estado))
dfa.attr('node', shape='ellipse')
for source, transicion in self.delta.items():
for symbol, target in transicion.items():
if target not in self.estadosLimbo:
dfa.edge(str(source), str(target), label=str(symbol))
dfa.attr('node', style='invis', width='0')
dfa.node('start')
dfa.edge('start', str(self.estadoInicial), style='bold')
return dfa
def combinar_estados(self, states):
return ','.join(sorted(states))
def simplificarAFD(self):
self.eliminar_estados_inaccesibles()
# Inicializar tabla triangular con todos los pares de estados
tabla = {frozenset({p, q}): False for p in self.estados for q in self.estados if p != q}
# Marcar con 'X' si un estado es un estado de aceptación y el otro no lo es
for par in tabla:
p, q = list(par)
tabla[par] = (p in self.estadosAceptacion and q not in self.estadosAceptacion) or \
(q in self.estadosAceptacion and p not in self.estadosAceptacion)
while True:
nueva_tabla = tabla.copy()
for par in tabla:
if not tabla[par]: # Si no está marcado con 'X'
p, q = list(par)
for a in self.alfabeto:
if self.delta[p][a] != self.delta[q][a] and \
tabla[frozenset({self.delta[p][a], self.delta[q][a]})]:
nueva_tabla[par] = True
break
if nueva_tabla == tabla:
break
else:
tabla = nueva_tabla
# Combinar estados equivalentes
clusters = []
for par in tabla:
if not tabla[par]:
encontrado = False
for cluster in clusters:
if par.issubset(cluster):
encontrado = True
break
if par.intersection(cluster):
cluster.update(par)
encontrado = True
break
if not encontrado:
clusters.append(set(par))
# Agregar estados que no aparecieron en ningún par a los clusters
todos_los_estados_en_pares = set().union(*clusters)
for estado in self.estados:
if estado not in todos_los_estados_en_pares:
clusters.append({estado})
# Crear nuevo AFD con estados combinados
nuevo_delta = {}
for cluster in clusters:
estado_combinado = self.combinar_estados(cluster)
transiciones_combinadas = {}
for a in self.alfabeto:
proximo_estado = self.delta[next(iter(cluster))][a]
for proximo_cluster in clusters:
if proximo_estado in proximo_cluster:
transiciones_combinadas[a] = self.combinar_estados(proximo_cluster)
break
nuevo_delta[estado_combinado] = transiciones_combinadas
self.estados = [self.combinar_estados(cluster) for cluster in clusters]
self.delta = nuevo_delta
# Actualizar los estados inicial y de aceptación con sus nuevos nombres
for cluster in clusters:
if self.estadoInicial in cluster:
self.estadoInicial = self.combinar_estados(cluster)
if any(estado in self.estadosAceptacion for estado in cluster):
self.estadosAceptacion = [self.combinar_estados(cluster) for cluster in clusters if any(estado in self.estadosAceptacion for estado in cluster)]
# print('Construir a partir de archivo y graficar\n')
# automata = AFD(nombreArchivo='./Automatas_AFD/Automata_Incompleto.DFA')
# print(automata)
# automata.draw().render('automata Incompleto2', view=True, format='png')