Finite-State Automaton To/From Regular Expression Visualization

大多数形式语言和自动机理论课程探讨了识别语言中的单词的计算模型和生成语言中的单词的计算模型之间的对偶性。对于不习惯正式陈述的学生来说，这些转换很少直观。为了帮助学生进行这些转换，可视化工具可以发挥关键作用。本文介绍了为FSM开发的可视化工具，FSM是自动机理论课堂上的一种领域特定语言，用于将有限状态自动机转换为正则表达式，反之亦然。使用这些工具，用户可以提供任意有限状态机或任意正则表达式，并向前或向后步进进行转换。在每个步骤中，可视化描述所采取的步骤。本文概述了这些工具，描述了它们的实现，并将其与相关工作进行了比较。此外，还提供了从对照组收集的实证数据。实证数据表明，这些工具受到了良好的接受，是有效的，学习如何使用它们的外在认知负荷较低。

为了帮助学生理解有限状态自动机和正则表达式之间的转换，本文提出了可视化工具，试图解决学生在这方面的困惑。

本文提出了一种可视化工具，可以将有限状态自动机转换为正则表达式，也可以将正则表达式转换为有限状态自动机，并且用户可以在每一步中查看转换的过程。

本文提出的可视化工具被证明是受欢迎的、有效的，并且使用它们的学习负担很小。实验设计合理，使用了控制组进行对比实验。

与本文相关的研究包括《Automata Tutor: A Visual Approach to Learning Automata Theory》、《Visualizing Automata Constructions》等。