设计思路

整体上我的程序分为如下几个步骤：

读取命令行参数
1. 如果有 -h 就输出帮助信息并退出
2. 如果带有 -v 或者 --verbose 参数就把fla结构体中对应的值设为true
根据命令行输入的文件后缀，判定运行的模拟类型，并记录到fla结构体中
读取文件的内容，加载到对应的结构体中
根据上一步判定的模拟器类型，把fla结构体传给对应的模拟器

PDA模拟器

对于pda模拟器，我的设计如下：

我用的面向对象的方法，每一个状态都被封装成了一个类，模拟器保存了一个迭代器指向当前的状态。每个状态提供一个 pair<bool,pair<int,string>>get_transition(char input, char stack_top) 方法，传入当前的字符、栈顶符号，返回 (是否成功，下一个状态的编号，栈顶压入符号)

具体的运行方式如下：

使用 compile() 函数可以编译一个pda模拟器，经历如下步骤：
1. 传给Lexer，按照行给整个传入的文件进行划分，并丢弃所有分号后面的内容。
2. Lexer将每一行传给 get_statement() 函数，该函数根据语法规则，依次判定每一行是否合法，以及每一行属于整个描述文件的哪一个部分，生成一个 PDA_STATEMENT 结构体，里面包括了这个声明的类型，以及去掉格式之后的有效内容
3. PDA_STATEMENT 会被传到 parse_pda_statement 里面，根据statement的类型，进行创建状态、添加对应的转移函数、初始化栈符号等等
使用 bool run(string) 函数进行模拟，首先根据上一步compile的结果，初始化一个pda，然后根据输入一步步模拟就行了。

TM模拟器

TM的状态我采用的是和上面的PDA相同的设计，也是面向对象，这里主要讲一下我对于tape的设计

对于每一个纸带包含如下成员：

list<char>           tape_;
list<char>::iterator head_;
list<char>::iterator zero_;
char                 blank_symbol;

其中使用一个 list<char> 来记录纸带上的内容，迭代器 head_ 用于记录当前纸带头所在的位置，而zero_ 迭代器用于记录纸带的坐标0的地方。纸带对外提供获取当前纸带记录、头字符、起始点相对坐标这些功能

TM的解析采用了和PDA相同的设计模式：

首先，Lexer会将整个tm的内容拆分行，这里跟前面的PDA的区别是，这里我直接根据每一行的特征，判断属于哪一个组成成分，并校验格式报syntax error
然后每一行传给parse函数，给图灵机添加对应的状态、添加转移函数

这里有一个需要注意的地方，就是星号通配符的匹配。这里最开始我没有想到怎么处理，后面我觉得直接在每一个state对象匹配转移的时候，进行特判处理。

对于verbose模式，输出其实没什么特别的，主要有两个难点：如何计算每一个字符的序号，如何对齐。

对于计算字符的序号，之前的tape部分提到过，我会返回zero_迭代器相对于head的位置，那么根据这个位置，就可以计算出初始坐标在打印字符里面的相对坐标了

对于第二个问题，我认为核心科技就是：

1	int blank_size = std::to_string(idx).size();

通过这个可以获取坐标的长度，用这个来算需要多少个空格就很简单了

实验完成度

本次实验完成了手册中要求的所有必做项目

PDA正常的模拟

如图所示，对于接受、拒绝以及非法字符都能正确处理

PDA的语法检测

实现了缺失括号的检测：

非法转移的检测：

缺失空格的检测

TM的正常模拟

TM的错误输入verbose模式

TM模拟运行的verbose模式

TM的语法检测

实现了缺失括号检测：

错误转移检测：

非法纸带数量检测

实验中遇到的困难

主要的困难就是，这里使用面向对象导致整个程序过于冗长，有1400多行，如果抛弃面向对象直接对字符串做处理应该能简单不少。

总结感想

下次写这种大工程，应该考虑清楚需求，改一下架构再写，不用硬套范式，避免屎山代码。

建议

无