Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  for_iterate.pvs   Sprache: PVS

 
for_iterate[T:TYPE] : THEORY
BEGIN

  %% Defines f(j,f(...f(i+1,f(i,a))...))
  for_def(i,j:int,a:T,f:[[int,T]->T]) : RECURSIVE T =
    IF i > j THEN a
    ELSE f(j,for_def(i,j-1,a,f))
    ENDIF
  MEASURE max(j-i+1,0)

  for_def_inv : LEMMA
    FORALL(i:int,n:nat,a:T,f:[[int,T]->T]):
      for_def(i,n+i,a,f) = for_def(1+i,n+i,f(i,a),f)

  for_shift : LEMMA
    FORALL(i,j:int,shift:int,a:T,f:[[int,T]->T]):
      for_def(i,j,a,f) = for_def(i+shift,j+shift,a,LAMBDA (k:int,t:T): f(k-shift,t))

  for_def_ext : LEMMA
    FORALL(i,j:int,a:T,f,g:[[int,T]->T]) :
      (FORALL (x:subrange(i,j),t:T) : f(x,t) = g(x,t)) 
      IMPLIES
      for_def(i,j,a,f) = for_def(i,j,a,g)

  %% The pair (n,t) satisifies an invariant propertiy P if P is true on t at iteration n

  for_def_induction : LEMMA
    FORALL(i,j:int,a:T,f:[[int,T]->T],inv:PRED[[nat,T]]):
      (inv(0,a) AND
       FORALL (k:subrange(0,j-i),ak:T) : inv(k,ak) IMPLIES inv(k+1,f(i+k,ak)))
      IMPLIES
      inv(max(0,j-i+1),for_def(i,j,a,f))

  ForBody(upfrom,upto:int) : TYPE = [[subrange(upfrom,upto),T]->T]

  ext2int(upfrom,upto:int,f:ForBody(upfrom,upto))(i:int,a:T) : T =
    IF upfrom <= i AND i <= upto THEN f(i,a)
    ELSE a
    ENDIF

  for_it(upfrom:int,i:upfrom(upfrom),upto:int,a:T,f:ForBody(upfrom,upto)) : RECURSIVE 
    {t : T | t = for_def(i,upto,a,ext2int(upfrom,upto,f))} =
    IF i > upto THEN a
    ELSE for_it(upfrom,i+1,upto,f(i,a),f)
    ENDIF
  MEASURE max(upto-i+1,0)

  %% local a : T := init;
  %% local i : int;
  %% for (i := m; i <= n; i++) {
  %%   a := f(i,a);
  %% }
  %% return a; 
  for(m,n:int,init:T,f:ForBody(m,n)) : T =
    for_it(m,m,n,init,f)

  for_eq : LEMMA
    FORALL(i,j:int,a:T,f:ForBody(i,j)) :
      for(i,j,a,f) = for_def(i,j,a,ext2int(i,j,f))

  for_induction : THEOREM
    FORALL(m:int,(n:int| n >= m-1),init:T,f:ForBody(m,n),inv:PRED[[upto(n-m+1),T]]):
      (inv(0,init) AND
       FORALL (k:subrange(0,n-m),ak:T) : inv(k,ak) IMPLIES inv(k+1,f(m+k,ak)))
      IMPLIES
      inv(n-m+1,for(m,n,init,f))

  %% Defines f(j,f(...f(i-1,f(i,a))...))
  for_down_def(i,j:int,a:T,f:[[int,T]->T]) : RECURSIVE T =
    IF i < j THEN a
    ELSE f(j,for_down_def(i,j+1,a,f))
    ENDIF
  MEASURE max(i-j+1,0)

  for_down_def_ext : LEMMA
    FORALL(i,j:int,a:T,f,g:[[int,T]->T]) :
      (FORALL (x:subrange(j,i),t:T) : f(x,t) = g(x,t)) 
      IMPLIES
      for_down_def(i,j,a,f) = for_down_def(i,j,a,g)

  for_down_up : LEMMA
    FORALL(i,j:int,a:T,f:[[int,T]->T]):
      for_down_def(i,j,a,f) = for_def(j,i,a,LAMBDA(k:int,t:T):f(i-k+j,t))

  for_down_def_induction : LEMMA
    FORALL(i,j:int,a:T,f:[[int,T]->T],inv:PRED[[nat,T]]):
      (inv(0,a) AND
       FORALL (k:subrange(0,i-j),ak:T) : inv(k,ak) IMPLIES inv(k+1,f(i-k,ak)))
      IMPLIES
      inv(max(0,i-j+1),for_down_def(i,j,a,f))

  %% local a : T := init;
  %% local i : int;
  %% for (i := n; i >= m; i--) {
  %%   a := f(i,a);
  %% } 
  for_down(n,m:int,init:T,f:ForBody(m,n)) : T =
    for(m,n,init,LAMBDA(k:subrange(m,n),a:T): f(n+m-k,a))

  for_down_induction : THEOREM
    FORALL(n:int,(m:int| m <= n+1),init:T,f:ForBody(m,n),inv:PRED[[upto(n-m+1),T]]):
      (inv(0,init) AND
       FORALL (k:subrange(0,n-m),ak:T) : inv(k,ak) IMPLIES inv(k+1,f(n-k,ak)))
      IMPLIES
      inv(n-m+1,for_down(n,m,init,f))

  for_down_eq : LEMMA
    FORALL(i,j:int,a:T,f:ForBody(j,i)):
      for_down(i,j,a,f) = for_down_def(i,j,a,ext2int(j,i,f)) 
   
  %% Defines (... ((f(i) o f(i+1)) o f(i+2)) o .... f(j))
  iterate_left_def(i:int,j:upfrom(i),f:[int->T],o:[[T,T]->T]) : RECURSIVE T =
    IF i = j THEN f(i) 
    ELSE iterate_left_def(i,j-1,f,o) o f(j)
    ENDIF
  MEASURE j-i

  iterate_left_def_ext : LEMMA
    FORALL(i:int,j:upfrom(i),f,g:[int->T],o:[[T,T]->T]) :
      (FORALL (x:subrange(i,j)) : f(x) = g(x)) 
      IMPLIES
      iterate_left_def(i,j,f,o) = iterate_left_def(i,j,g,o)

  IterateBody(upfrom,upto:int) : TYPE = [subrange(upfrom,upto)->T]

  ext2int(upfrom,upto:int,a:T,f:IterateBody(upfrom,upto))(i:int) : T =
    IF upfrom <= i AND i <= upto THEN f(i)
    ELSE a
    ENDIF

  iterate_left_id(i:int,j:int,f:IterateBody(i,j),o:[[T,T]->T],id:T) : MACRO T =
    for(i,j,id,LAMBDA(k:subrange(i,j),t:T):t o f(k))

  %% local a : T = f(m);
  %% local i : int;
  %% for (i := m+1; i <= n; i++) {
  %%   a := a o f(i)
  %% }
  %% return a;
  iterate_left(m:int,n:upfrom(m),f:IterateBody(m,n),o:[[T,T]->T]) : T =
    iterate_left_id(m+1,n,LAMBDA(k:subrange(m+1,n)):f(k),o,f(m))

  iterate_left_eq : LEMMA
    FORALL(i:int,j:upfrom(i),f:IterateBody(i,j),o:[[T,T]->T]) :
      iterate_left(i,j,f,o) = iterate_left_def(i,j,ext2int(i,j,f(i),f),o)

  iterate_left_induction : THEOREM
    FORALL(m:int,n:upfrom(m),f:IterateBody(m,n),o:[[T,T]->T],inv:PRED[[upto(n-m),T]]):
      (inv(0,f(m)) AND
       FORALL (k:below(n-m),ak:T) : inv(k,ak) IMPLIES inv(k+1,ak o f(m+k+1)))
      IMPLIES
      inv(n-m,iterate_left(m,n,f,o))

  %% Defines f(i) o (... (f(j-2) o (f(j-1) o f(j))) ...)
  iterate_right_def(i:int,j:upfrom(i),f:[int->T],o:[[T,T]->T]) : RECURSIVE T =
    IF i = j THEN f(j) 
    ELSE f(i) o iterate_right_def(i+1,j,f,o) 
    ENDIF
  MEASURE j-i

  iterate_right_def_ext : LEMMA
    FORALL(i:int,j:upfrom(i),f,g:[int->T],o:[[T,T]->T]) :
      (FORALL (x:subrange(i,j)) : f(x) = g(x)) 
      IMPLIES
      iterate_right_def(i,j,f,o) = iterate_right_def(i,j,g,o)

  iterate_right_id(i,j:int,f:IterateBody(i,j),o:[[T,T]->T],id:T) : MACRO T =
    for_down(j,i,id,LAMBDA(k:subrange(i,j),t:T):f(k) o t)    

  %% local a : T = f(n);
  %% local i : int;
  %% for (i := n-1; i >= m; i--) {
  %%   a := f(i) o a
  %% }
  %% return a;
  iterate_right(m:int,n:upfrom(m),f:IterateBody(m,n),o:[[T,T]->T]) : T =
    iterate_right_id(m,n-1,LAMBDA(k:subrange(m,n-1)):f(k),o,f(n))

  iterate_right_eq : LEMMA
    FORALL(i:int,j:upfrom(i),f:IterateBody(i,j),o:[[T,T]->T]) :
      iterate_right(i,j,f,o) = iterate_right_def(i,j,ext2int(i,j,f(j),f),o)

  iterate_right_induction : THEOREM
    FORALL(m:int,n:upfrom(m),f:IterateBody(m,n),o:[[T,T]->T],inv:PRED[[upto(n-m),T]]):
      (inv(0,f(n)) AND
       FORALL (k:below(n-m),ak:T) : inv(k,ak) IMPLIES inv(k+1,f(n-k-1) o ak))
      IMPLIES
      inv(n-m,iterate_right(m,n,f,o))

END for_iterate

59%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.28 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.






                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge