如何使用变量和标记实现马尔可夫算法？

Question

我一直在尝试实现马尔可夫算法，但仅获得了部分成功。 该算法非常简单，可以在此处找到。

但是，我的项目有一个额外的困难，我必须使用包含标记和变量的规则。

变量代表字母中的任何字母，标记只是一个字符，用作将变量四处移动的参考（它没有实数值）。

此示例复制字符串中的每个字符：

字母：{a，b，c}

标记：{M}

变量：{x}

规则1：Mx-> xxM

规则2：xM-> x

规则3：x-> Mx

输入：abc

abc //我们应用规则3

Mabc //我们应用规则1

aaMbc //我们应用规则1

aabbMc //我们应用规则1

aabbccM //我们应用规则2

为aabbcc

这是我的递归函数，实现了markov算法，该算法仅适用于字符串输入，例如：规则1：“苹果”->“橙色”，输入：“苹果”。

public static String markov(String input, LinkedList<Rule> rules) {
    for (Rule rule : rules) {
        if (!input.equals(input.replace(rule.getFrom(), rule.getTo()))) { //If the rule matches a substring
            if (rule.isTerminating()) { //If the rule is terminating
                input = input.replaceFirst(Pattern.quote(rule.getFrom()), rule.getTo());
                System.out.println(input); //Replace the first instance
                return input; //return and end the cycle
            } else {
                input = input.replaceFirst(Pattern.quote(rule.getFrom()), rule.getTo());
                System.out.println(input);
                return markov(input, rules); //Start looking again for matching rules
            }
        }
    }
    return input;
}

我不知道如何在此逻辑中实现变量和标记，以便有人可以教育我实现该逻辑的最佳方法？ 任何建议都欢迎。

如果问题不符合SO准则，请在评论中告诉我原因，以免重复错误。

谢谢！

GitHub上

Answer 1

我认为最简单的方法是使用Java正则表达式。 一旦解决了这些问题，下面的规则将适用于您的示例：

Rule 1: "M([a-c])" -> "$1$1M"
Rule 2: "([a-c])M" -> "$1" (terminating)
Rule 3: "([a-c])"  -> "M$1"

请注意，您需要对当前方法进行一些调整才能使其正常工作。

replace将文字字符串作为第一个参数，而replaceFirst使用正则表达式，因此：

replace: if (!input.equals(input.replace(rule.getFrom(), rule.getTo()))) {
with:    if (!input.equals(input.replaceFirst(rule.getFrom(), rule.getTo()))) {

您引用的是rule.getFrom()字符串，该字符串不适用于正则表达式，因此：

replace: input = input.replaceFirst(Pattern.quote(rule.getFrom()), rule.getTo());
with:    input = input.replaceFirst(rule.getFrom(), rule.getTo());

到那时，您在两次调用replaceFirst的代码中有一些重复，因此您可以将它第一次粘贴在temp变量中replaceFirst用它：

String next = input.replace(rule.getFrom(), rule.getTo());
if (!input.equals(next)) {
  ...
  input = next;
  ...
}

当您当前引用整个rule.getFrom()字符串时，我想您以前在使用正则表达式特殊字符时遇到了问题。 如果是这样，则在创建规则时需要分别解决它们。 我真的不想在这里进入正则表达式，因为它是一个很大的领域，并且与Markov算法完全分开，所以如果您对此有疑问，请在线进行一些研究（例如， 正则表达式和捕获组 ），或在此处针对正则表达式特定的问题提出一个单独的问题。

请注意，您仍然可以将这些规则与常规规则结合使用（将标记字符从M更改为#以允许在字母表中使用M ），请遵循以下规则：

"A"             -> "apple"
"B"             -> "bag"
"S"             -> "shop"
"T"             -> "the"
"the shop"      -> "my brother"
"#([a-zA-Z .])" -> "$1$1#"
"([a-zA-Z .])#" -> "$1" (terminating)
"([a-zA-Z .])"  -> "#$1"

将转换为：

from: I bought a B of As from T S.
to:   II  bboouugghhtt  aa  bbaagg  ooff  aapppplleess  ffrroomm  mmyy  bbrrootthheerr..

希望这可以帮助。