一种从EGG图文法到RGG图文法的转换方法技术

本发明专利技术公开了一种从EGG图文法到RGG图文法的转换方法，首先将EGG图文法转换为仅在图柄定义上存在差异的RGG变种形式VRGG；然后，根据所得VRGG产生式集中的结点形式将EGG的初始图转换成VRGG形式的初始图；最后，将VRGG图文法的产生式集转换为对应的RGG产生式集。本发明专利技术解决在实际应用中EGG和RGG相互独立、因受限于各自缺点而难于充分发挥各自优势的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机数据处理
，涉及一种软件形式化建模、分析与验证的方法，具体是一种从EGG图文法到RGG图文法的转换方法。
技术介绍
图文法是对图进行定义和语法结构分析的形式化方法。近年来，图文法已广泛应用于可视化语言领域，是软件系统形式化建模、描述、分析、转换和验证的形式化工具。图文法主要包括上下文相关和上下文无关两大类，每一类图文法又包含若干个形式框架。一个图文法形式框架一般由图产生式的形式定义、图柄定义、嵌入规则与子图替换方法和所生成图语言的形式定义，以及一个与之对应的规约算法组成。而一个图文法形式框架的图文 法实例则由一个初始图和一组具体的图产生式构成，其中，一个图产生式由一对(称为左图和右图)满足一定约束的图构成。EGG(Edged Graph Grammar)和RGG(Reserved GraphGrammar)是目前应用较为广泛的上下文相关图文法的形式框架。在软件形式化建模、分析与验证过程中，图文法形式框架的一般应用途径为依据该形式框架的产生式形式设计具体的图产生式集合(也就是图文法实例)来描述应用中所涉及的图形式的结构，再应用该框架配备的规约算法对所关注的图进行分析以验证相关的结构特性。如此一来，同属上下文相关图文法的不同图文法形式框架在实际应用中被完全隔离开来一旦选择了某种图文法形式框架去描述软件工程领域中的一个具体应用，就只能选择此形式框架所配备的规约算法进行相应的分析与验证。然而，上述两种形式框架在图的描述和分析功能上各有利弊。EGG图文法产生式的形式非常简洁，也比较直观，因而便于用户设计图产生式来描述应用中的所涉及图结构；但其规约算法较为复杂，算法时间复杂度为指数级，分析效率较为低下，使其难以应用于复杂系统的建模与分析。而RGG图文法由于引入了双层结点结构和顶点标记机制，产生式的形式较为复杂，难于理解，给实际应用中设计图产生式的用户带来诸多的困难；但其规约算法在满足合流条件情形下的时间复杂度仅为多项式级，算法分析效率很高。然而，在针对某个具体应用选择上下文相关图文法工具时用户只能局限于一种形式框架，而不能分别在描述与分析时扬长避短地选择合适的形式框架，因而一方面导致了上述两种图文法形式框架在实际应用中难于凸显自身的优势，另一方面也限制了他们各自的应用范围。
技术实现思路
专利技术目的针对上述现有技术存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供一种从EGG图文法到RGG图文法的转换方法，使这两种图文法形式框架紧密关联起来形成一个综合的形式化工具，以解决在实际应用中EGG和RGG相互独立、因受限于各自缺点而难于充分发挥各自优势的问题。技术方案本专利技术构造了一种从EGG图文法到RGG图文法的转换方法，主要包含以下步骤一、将EGG图文法实例转换成对应的VRGG实例；二、将VRGG实例转换成对应的RGG实例。为方便理解，先简要介绍EGG和RGG形式框架。EGG图产生式是一对悬边图(通过在有向图的部分结点上添加一条或多条带有标号的悬边，即不与该图中的任何其他结点相连的边，所形成的图)，左图和右图上的标记悬边是一一对应的；其图柄是通过引入从产生式左、右图的核图(即删除悬边之后得到的有向图)到主图的同构映射来定义的。而RGG则引入了一种两层结构结点一个结点包含若干个顶点，结点本身则是一个超顶点，而顶点就是边的连接点；以及顶点上的一种标记机制。一个RGG图产生式是一对两层结构结点所构成的图，图中的上下文顶点被标记，且满足左、右图中的被标记顶点--对应、标记相同。RGG的图柄定义是通过从产生式左、右图到主图的同构映射来建立的。可见，EGG和RGG在产生式的形式上区别较大，为了弥合这一差异，引入了一种中间图文法形式框架VRGG。VRGG与RGG的不同之处仅在于它对RGG中顶点所连接边的数目作了限制在图柄匹配时，对于产生式中任何标记顶点V，主图中与顶点V的象(同构映射 下)相连的边必须唯一；它与EGG的不同之处在于产生式的形式上的差异。由于VRGG和RGG的图产生式的形式完全相同，故上述步骤二只需将VRGG图文法实例的图柄定义改为RGG的图柄定义即可，而无需改变产生式形式；而步骤一只涉及产生式形式的转换，无需改变图柄定义。综上，本专利技术采用以下技术方案一种从EGG图文法到RGG图文法的转换方法，首先将EGG图文法转换为仅在图柄定义上存在差异的RGG变种形式VRGG (I)构建从EGG产生式结点上的悬边到VRGG产生式结点中的顶点的对应关系，并将产生式结点上悬边转换成结点中的顶点，(2)对转换后产生式中具有同一标号的结点构建它们的极大顶点集，并将此集合统一分配给该结点在产生式集合中的所有出现，同时相应地调整与设置结点中的顶点标号；然后，根据所得VRGG产生式集中的结点形式将EGG的初始图转换成VRGG形式的初始图；最后，将VRGG图文法的产生式集转换为对应的RGG产生式集。进一步的，具体包含以下步骤I)输入一个EGG文法实例(A11P1)；2)置图产生式集合P2为空；3)对于P1中的每一个产生式P= (L, R),对P进行形式变换，具体为3. I)对于P的左图L悬边集中的任一悬边e以及右图R悬边集中与之对应的悬边e',分别在L中和e相连的结点和在R中与e'相连的结点上各添加一个顶点V和V',并设置顶点的相关特性；3.2)从产生式P中删除左图和右图中的悬边集合；3. 3)将P添加到P2中；4)对于P2中的每一个结点n，根据结点η在P2中的所有出现，分别计算η中连接入边和出边的顶点集，具体为4. I)连接入边顶点集Cin(η)基数为η在P2的所有出现中入边顶点数的最大值；4.2)连接出边顶点集C()Ut (η)基数为η在P2的所有出现中出边顶点数的最大值；5)对于P2中的每一个结点η，统一分配η的顶点集合，具体为5. I)对于结点η在P2中的每一次出现，分别添加连接入边顶点和连接出边顶点使之成为为cin(n)和Cwt(n)，并相应地调整结点中顶点与边的连接关系；6)依据P2中结点的结构变换A1中对应结点，并相应地调整顶点与边之间的连接关系得到A2 ；7)将已生成的VRGG文法实例(A2，P2)转换成相应的RGG文法实例在定义句柄时允许与句柄候选子图中顶点相连的边的数目不为1，从而将RGG文法的句柄定义作为文法实例(A2，P2)的句柄定义；8)输出一个相应的RGG文法实例(A2，P2)。更进一步的，所述步骤3. I具体包括以下步骤3. I. I)如果悬边e的起点η为ρ的左图L的结点，则在产生式两端分别添加顶点并进行属性设置，否则转3. I. 2 ;上述产生式变换具体为3. I. I. I)在L的结点η上添加一个顶点V ；·3. I. I. 2)设置顶点V上边的连接方向为out ；3. I. I. 3)设ρ的右图R中与e标号相同的边e'(与e 对应)的起点为η',在R的结点η'上添加一个顶Av'；3. I. I. 4)设置顶点V'上边的连接方向为out ；3. I. 2)如果悬边e的终点η为ρ的右图R的结点，则在产生式两端分别添加顶点并进行属性设置，具体为3. I. 2. I)在L的结点η上添加一个顶点V ；3. I. 2. 2)设置顶点V上边的连接方向为in ；3. 1.2. 3)设ρ的右图R中与e标号相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从EGG图文法到RGG图文法的转换方法，其特征在于，首先将EGG图文法转换为仅在图柄定义上存在差异的RGG变种形式VRGG：(1)构建从EGG产生式结点上的悬边到VRGG产生式结点中的顶点的一一对应关系，并将产生式结点上悬边转换成结点中的顶点，(2)对转换后产生式中具有同一标号的结点构建它们的极大顶点集，并将此集合统一分配给该结点在产生式集合中的所有出现，同时相应地调整与设置结点中的顶点标号；然后，根据所得VRGG产生式集中的结点形式将EGG的初始图转换成VRGG形式的初始图；最后，将VRGG图文法的产生式集转换为对应的RGG产生式集。

【技术特征摘要】
1.一种从EGG图文法到RGG图文法的转换方法，其特征在于，首先将EGG图文法转换为仅在图柄定义上存在差异的RGG变种形式VRGG (I)构建从EGG产生式结点上的悬边到VRGG产生式结点中的顶点的一一对应关系，并将产生式结点上悬边转换成结点中的顶点，(2)对转换后产生式中具有同一标号的结点构建它们的极大顶点集，并将此集合统一分配给该结点在产生式集合中的所有出现，同时相应地调整与设置结点中的顶点标号；然后，根据所得VRGG产生式集中的结点形式将EGG的初始图转换成VRGG形式的初始图；最后，将VRGG图文法的产生式集转换为对应的RGG产生式集。2.根据权利要求I所述一种从EGG图文法到RGG图文法的转换方法，其特征在于，具体包含以下步骤 1)输入一个EGG文法实例(A1,P1)； 2)置图产生式集合P2为空； 3)对于P1中的每一个产生式P=(L，R)，对P进行形式变换，具体为 3.I)对于P的左图L悬边集中的任一悬边e以及右图R悬边集中与之对应的悬边e'，分别在L中和e相连的结点和在R中与e'相连的结点上各添加一个顶点V和V'，并设置顶点的相关特性； 3. 2)从产生式P中删除左图和右图中的悬边集合； 3.3)将P添加至IJ P2中； 4)对于P2中的每一个结点n，根据结点η在P2中的所有出现，分别计算η中连接入边和出边的顶点集，具体为 4.I)连接入边顶点集Cin(η)基数为η在P2的所有出现中入边顶点数的最大值； 4.2)连接出边顶点集C()Ut (η)基数为η在P2的所有出现中出边顶点数的最大值； 5)对于P2中的每一个结点η，统一分配η的顶点集合，具体为 5.I)对于结点η在P2中的每一次出现，分别添加连接入边顶点和连接出边顶点使之成为为cin(n)和C()Ut(η)，并相应地调整结点中顶点与边的连接关系； 6)依据P2中结点的结构变换A1中对应结点，并相应地调整顶点与边之间的连接关系得到A2 ； 7)将已生成的VRGG文法实例(A2,P2)转换成相应的RGG文法实例在定义句柄时允许与句柄候选子图中顶点相连的边的数目不为1，从而将RGG文法的句柄定义作为文法实例(A2, P2)的句柄定义； 8)输出一个相应的RGG文法实例(A2,P2)。3.根据权利要求2所述一种从EGG图文法到RGG图文法的转换方法，其特征在于，所述步骤3. I具体包括以下步骤 3. I. I)如果悬边e的起点η为ρ的左图L的结点，则在产生式两端分别添加顶点并进行属性设置，否则转3. I. 2 ;上述产生式变换具体为 3. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹阳，曾晓勤，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：