DFAとは？
DFAは、決定性有限オートマトン（Deterministic Finite Automaton）の略称です。DFAは、有限状態機械による計算モデルの一つであり、文字列を受け取り、その文字列がある言語に属するかどうかを判定するプログラムです。DFAは、コンピュータサイエンスにおいて、文字列検索、コンパイラ、自然言語処理などの分野で広く使用されています。
DFAの定義
DFAは、5つの要素から構成されます。以下のように定義されます。
– Q：有限状態の集合。
– ∑：有限アルファベットの集合。
– δ： Q × ∑ → Q という関数。Q 内のある状態から、∑ 内のある文字を受け取り、次に移る状態を返す。
– q0：開始状態。通常は、Q 内の一つの状態となる。
– F：受理状態の集合。通常は、Q 内のいくつかの状態を含む。
以上の要素から構成されたDFAは、有限状態機械と呼ばれ、以下のように表現されます。
DFAの例
以下は、DFAの例です。このDFAは、0と1からなる文字列のうち、偶数個の1を含む文字列のみを受理します。
このDFAは、以下のように定義されます。
– Q = {q0, q1}
– ∑ = {0, 1}
– δ(q0, 0) = q0, δ(q0, 1) = q1, δ(q1, 0) = q1, δ(q1, 1) = q0
– q0 = q0
– F = {q0}
DFAは、異なる環境での利用に応じて、様々な応用が考えられます。DFAの理解が、プログラミングやコンピュータサイエンスのスキル向上につながることが期待されます。