Typst-finite 项目:使用Typst绘制有限状态机图的完整指南
2025-07-02 10:00:17作者:虞亚竹Luna
前言
在计算机科学和形式语言理论中,有限状态机(Finite State Machine, FSM)是一种重要的数学模型。Typst-finite项目为Typst排版系统提供了一个强大的工具包,专门用于绘制有限状态机的状态转移图。本文将全面介绍如何使用这个工具包来创建专业的状态转移图。
项目概述
Typst-finite是基于CETZ绘图系统的Typst扩展包,它提供了简洁的语法来定义和绘制有限状态机。主要特点包括:
- 支持从转移表自动生成状态图
- 提供多种布局算法自动排列状态节点
- 高度可定制的样式系统
- 支持FLACI格式的导入
安装与导入
基本安装
Typst-finite可以通过Typst的包管理系统直接导入:
#import "@preview/finite:0.5.0": automaton
本地安装
如需本地安装,可将包下载到Typst的本地包目录中,然后使用本地导入:
#import "@local/finite:0.5.0": automaton
基本用法
简单状态机定义
Typst-finite使用嵌套字典结构来定义状态转移:
#automaton((
q0: (q1:0, q0:"0,1"),
q1: (q0:(0,1), q2:"0"),
q2: none,
))
在这个例子中:
q0
是初始状态(默认第一个状态)q2
是终止状态(默认最后一个状态)- 转移标签可以是字符串或数字
状态机规范
Typst-finite支持两种规范格式:
- 转移表(Transition Table):简化格式,仅定义状态和转移
- 完整规范(Full Spec):明确定义所有元素
完整规范示例:
(
transitions: (
q0: (q1:0, q2:1),
q1: (q0:1)
),
states: ("q0", "q1", "q2"),
initial: "q0",
final: ("q2",)
)
高级功能
样式定制
Typst-finite提供了丰富的样式选项:
#automaton(
(...),
style:(
state: (fill: luma(248),
transition: (stroke: (dash:"dashed")),
q1: (initial:top),
q1-q2: (stroke: 2pt + red)
)
)
可定制元素包括:
- 状态节点:填充、边框、半径等
- 转移线:曲线度、颜色、样式等
- 标签:位置、大小、颜色等
布局系统
Typst-finite提供了多种自动布局算法:
#automaton(
(...),
layout: finite.layout.circular.with(offset: 45deg)
)
支持的布局包括:
grid
:网格布局circular
:环形布局group
:分组布局custom
:自定义位置布局
使用CETZ画布
对于复杂的状态图,可以直接使用CETZ画布API:
#cetz.canvas({
import finite.draw: state, transition
state((0,0), "q0", initial:true)
state((2,1), "q1")
transition("q0", "q1", inputs:(0,1))
})
FLACI格式支持
Typst-finite支持导入FLACI工具导出的状态机:
#finite.flaci.automaton(read("flaci-export.json"))
注意:必须使用read
函数而非json
函数读取FLACI文件。
应用示例
复杂状态机示例
#automaton(
(
q0: (q1:0, q2:0),
q1: (q3:1, q4:0),
q3: (q1:1, q5:1),
q5: (q7:1),
q7: ()
),
layout: finite.layout.group.with(
grouping: (("q0",), ("q1","q3","q5"), ("q7",))
)
总结
Typst-finite为Typst用户提供了强大的有限状态机绘图能力,具有以下优势:
- 简洁的定义语法
- 丰富的样式选项
- 灵活的布局系统
- 与其他Typst内容无缝集成
无论是简单的教学示例还是复杂的自动机设计,Typst-finite都能提供专业级的绘图解决方案。
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