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


Quellcode-Bibliothek

© Kompilation durch diese Firma

[Weder Korrektheit noch Funktionsfähigkeit der Software werden zugesichert.]

Datei:   Sprache: Coq

Original von: Coq©

(************************************************************************)
(*         *   The Coq Proof Assistant / The Coq Development Team       *)
(*  v      *   INRIA, CNRS and contributors - Copyright 1999-2018       *)
(* <O___,, *       (see CREDITS file for the list of authors)           *)
(*   \VV/  **************************************************************)
(*    //   *    This file is distributed under the terms of the         *)
(*         *     GNU Lesser General Public License Version 2.1          *)
(*         *     (see LICENSE file for the text of the license)         *)
(************************************************************************)
(*                      Evgeny Makarov, INRIA, 2007                     *)
(************************************************************************)

(** This file defined the strong (course-of-value, well-founded) recursion
and proves its properties *)


Require Export NSub.

Ltac f_equiv' := repeat (repeat f_equiv; try intros ? ? ?; auto).

Module NStrongRecProp (Import N : NAxiomsRecSig').
Include NSubProp N.

Section StrongRecursion.

Variable A : Type.
Variable Aeq : relation A.
Variable Aeq_equiv : Equivalence Aeq.

(** [strong_rec] allows defining a recursive function [phi] given by
    an equation [phi(n) = F(phi)(n)] where recursive calls to [phi]
    in [F] are made on strictly lower numbers than [n].

    For [strong_rec a F n]:
    - Parameter [a:A] is a default value used internally, it has no
      effect on the final result.
    - Parameter [F:(N->A)->N->A] is the step function:
      [F f n] should return [phi(n)] when [f] is a function
      that coincide with [phi] for numbers strictly less than [n].
*)


Definition strong_rec (a : A) (f : (N.t -> A) -> N.t -> A) (n : N.t) : A :=
 recursion (fun _ => a) (fun _ => f) (S n) n.

(** For convenience, we use in proofs an intermediate definition
    between [recursion] and [strong_rec]. *)


Definition strong_rec0 (a : A) (f : (N.t -> A) -> N.t -> A) : N.t -> N.t -> A :=
 recursion (fun _ => a) (fun _ => f).

Lemma strong_rec_alt : forall a f n,
 strong_rec a f n = strong_rec0 a f (S n) n.
Proof.
reflexivity.
Qed.

Instance strong_rec0_wd :
 Proper (Aeq ==> ((N.eq ==> Aeq) ==> N.eq ==> Aeq) ==> N.eq ==> N.eq ==> Aeq)
  strong_rec0.
Proof.
unfold strong_rec0; f_equiv'.
Qed.

Instance strong_rec_wd :
 Proper (Aeq ==> ((N.eq ==> Aeq) ==> N.eq ==> Aeq) ==> N.eq ==> Aeq) strong_rec.
Proof.
intros a a' Eaa' f f' Eff' n n' Enn'.
rewrite !strong_rec_alt; f_equiv'.
Qed.

Section FixPoint.

Variable f : (N.t -> A) -> N.t -> A.
Variable f_wd : Proper ((N.eq==>Aeq)==>N.eq==>Aeq) f.

Lemma strong_rec0_0 : forall a m,
 (strong_rec0 a f 0 m) = a.
Proof.
introsunfold strong_rec0. rewrite recursion_0; auto.
Qed.

Lemma strong_rec0_succ : forall a n m,
 Aeq (strong_rec0 a f (S n) m) (f (strong_rec0 a f n) m).
Proof.
introsunfold strong_rec0.
f_equiv.
rewrite recursion_succ; f_equiv'.
Qed.

Lemma strong_rec_0 : forall a,
 Aeq (strong_rec a f 0) (f (fun _ => a) 0).
Proof.
introsrewrite strong_rec_alt, strong_rec0_succ; f_equiv'.
rewrite strong_rec0_0. reflexivity.
Qed.

(* We need an assumption saying that for every n, the step function (f h n)
calls h only on the segment [0 ... n - 1]. This means that if h1 and h2
coincide on values < n, then (f h1 n) coincides with (f h2 n) *)


Hypothesis step_good :
  forall (n : N.t) (h1 h2 : N.t -> A),
    (forall m : N.t, m < n -> Aeq (h1 m) (h2 m)) -> Aeq (f h1 n) (f h2 n).

Lemma strong_rec0_more_steps : forall a k n m, m < n ->
 Aeq (strong_rec0 a f n m) (strong_rec0 a f (n+k) m).
Proof.
 intros a k n. pattern n.
 apply induction; clear n.

 intros n n' Hn; setoid_rewrite Hn; auto with *.

 intros m Hm. destruct (nlt_0_r _ Hm).

 intros n IH m Hm.
 rewrite lt_succ_r in Hm.
 rewrite add_succ_l.
 rewrite 2 strong_rec0_succ.
 apply step_good.
 intros m' Hm'.
 apply IH.
 apply lt_le_trans with m; auto.
Qed.

Lemma strong_rec0_fixpoint : forall (a : A) (n : N.t),
 Aeq (strong_rec0 a f (S n) n) (f (fun n => strong_rec0 a f (S n) n) n).
Proof.
intros.
rewrite strong_rec0_succ.
apply step_good.
intros m Hm.
symmetry.
setoid_replace n with (S m + (n - S m)).
apply strong_rec0_more_steps.
apply lt_succ_diag_r.
rewrite add_comm.
symmetry.
apply sub_add.
rewrite le_succ_l; auto.
Qed.

Theorem strong_rec_fixpoint : forall (a : A) (n : N.t),
 Aeq (strong_rec a f n) (f (strong_rec a f) n).
Proof.
intros.
transitivity (f (fun n => strong_rec0 a f (S n) n) n).
rewrite strong_rec_alt.
apply strong_rec0_fixpoint.
f_equiv.
intros x x' Hx; rewrite strong_rec_alt, Hx; auto with *.
Qed.

(** NB: without the [step_good] hypothesis, we have proved that
    [strong_rec a f 0] is [f (fun _ => a) 0]. Now we can prove
    that the first argument of [f] is arbitrary in this case...
*)


Theorem strong_rec_0_any : forall (a : A)(any : N.t->A),
 Aeq (strong_rec a f 0) (f any 0).
Proof.
intros.
rewrite strong_rec_fixpoint.
apply step_good.
intros m Hm. destruct (nlt_0_r _ Hm).
Qed.

(** ... and that first argument of [strong_rec] is always arbitrary. *)

Lemma strong_rec_any_fst_arg : forall a a' n,
 Aeq (strong_rec a f n) (strong_rec a' f n).
Proof.
intros a a' n.
generalize (le_refl n).
set (k:=n) at -2. clearbody k. revert k. pattern n.
apply induction; clear n.
(* compat *)
intros n n' Hn. setoid_rewrite Hn; auto with *.
(* 0 *)
intros k Hk. rewrite le_0_r in Hk.
rewrite Hk, strong_rec_0. symmetryapply strong_rec_0_any.
(* S *)
intros n IH k Hk.
rewrite 2 strong_rec_fixpoint.
apply step_good.
intros m Hm.
apply IH.
rewrite succ_le_mono.
apply le_trans with k; auto.
rewrite le_succ_l; auto.
Qed.

End FixPoint.
End StrongRecursion.

Arguments strong_rec [A] a f n.

End NStrongRecProp.


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.50 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤





zum Wurzelverzeichnis wechseln
Diese Quellcodebibliothek enthält Beispiele in vielen Programmiersprachen. Man kann per Verzeichnistruktur darin navigieren. Der Code wird farblich markiert angezeigt.
zum Wurzelverzeichnis wechseln
sprechenden Kalenders

in der Quellcodebibliothek suchen




Laden

Fehler beim Verzeichnis:


in der Quellcodebibliothek suchen

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.


Bot Zugriff



                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


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