Java实现模拟图灵机XN*2

本文主要是介绍Java实现模拟图灵机XN*2，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一．实验目的

掌握图灵机的概念和基本结构，理解图灵机的基本指令和编码方式；
掌握图灵机的编程方法。

二、实验内容
对于任意给定的一台Turing机和任意给定的字符串w ( w不含空格)，编程模拟此Turing机的运行过程，要求输出从开始运行起的每一步骤的结果。

三、题目分析
模拟一个XN*2的图灵机。输入一个数的拓展二进制，然后将运算指令编译上去会输出这个数乘以2之后的拓展二进制码，定义一个数组用来存放纸带上的数字以及一个flag变量用来存放内态，用if以及多个else if进行判断内态和输入然后进行输出和内态的改变，进而输出每一步改变之后的结果。

四、算法构造
图灵机XN*2在拓展的二进位上实现这个运算的指令：
0 0 ->0 0 R,
0 1 ->1 0 R,
1 0 ->0 1 R,
1 1 ->10 0 R,
10 0 ->11 1 R,
11 0 ->0 1 STOP。
根据指令来设置if …else 来进行内态与输入的计较并且改变内态和输出，从而运转纸带上的数字并实现乘2输出。
Steps：

将一个整数转换成二进制；
将二进制数转换成图灵机编码。

五、算法实现

import java.util.Scanner;
import java.util.Arrays;
public class Turing {public static void main(String[] args) {Scanner in = new Scanner(System.in);System.out.println("输入字符串数组：");String s=in.next();int [] arr=new int [s.length()];for (int i=0;i<s.length();i++){arr[i]=(int)(s.charAt(i)-'0');}System.out.println(Arrays.toString(arr));int i,flag=0;     //内态变量flag
//System.out.println("请输入一个二进制数的拓展二进位:");for(i=0;i<arr.length;i++){if(flag==0&&arr[i]==0) //00->00R{flag=0;arr[i]=0;System.out.println(Arrays.toString(arr));}else if(flag==0&&arr[i]==1)    //0 1->1 0R{arr[i]=0;flag=1;System.out.println(Arrays.toString(arr));}else if(flag==1&&arr[i]==0)    //1 0->0 1R{arr[i]=1;flag=0;System.out.println(Arrays.toString(arr));}else if(flag==1&&arr[i]==1)    //1 1->10 0R{arr[i]=0;flag=10;System.out.println(Arrays.toString(arr));}else if(flag==10&&arr[i]==0)   //10 0R->11 1R{arr[i]=1;flag=11;System.out.println(Arrays.toString(arr));}else if(flag==11&&arr[i]==0)   //11 0R->0 1 STOP{arr[i]=1;flag=0;System.out.println(Arrays.toString(arr));}}

六、调试
在这里插入图片描述

七、测试