Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/Roqc/plugins/cc/   (Beweissystem des Inria Version 9.1.0©)  Datei vom 15.8.2025 mit Größe 33 kB image not shown  

Quelle  ccalgo.ml   Sprache: SML

 
(************************************************************************)
(*         *      The Rocq Prover / The Rocq Development Team           *)
(*  v      *         Copyright INRIA, CNRS and contributors             *)
(* <O___,, * (see version control and CREDITS file for authors & dates) *)
(*   \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)         *)
(************************************************************************)

(* This file implements the basic congruence-closure algorithm by *)
(* Downey, Sethi and Tarjan. *)
(* Plus some e-matching and constructor handling by P. Corbineau *)

open CErrors
open Pp
open Names
open Sorts
open Constr
open Context
open Vars
open Util
open Lazy

let init_size=5

let debug_congruence = CDebug.create ~name:"congruence" ()

(* Signature table *)

module ST=struct

  (* l: sign -> term r: term -> sign *)

  module IntTable = Hashtbl.Make(Int)
  module IntPair =
  struct
    type t = int * int
    let equal (i1, j1) (i2, j2) = Int.equal i1 i2 && Int.equal j1 j2
    let hash (i, j) = Hashset.Combine.combine (Int.hash i) (Int.hash j)
  end
  module IntPairTable = Hashtbl.Make(IntPair)

  type t = {toterm: int IntPairTable.t;
            tosign: (int * int) IntTable.t}

  let empty () =
    {toterm=IntPairTable.create init_size;
     tosign=IntTable.create init_size}

  let enter t sign st=
    if IntPairTable.mem st.toterm sign then
        anomaly ~label:"enter" (Pp.str "signature already entered.")
    else
        IntPairTable.replace st.toterm sign t;
        IntTable.replace st.tosign t sign

  let query sign st=IntPairTable.find st.toterm sign

  let delete st t=
    try let sign=IntTable.find st.tosign t in
        IntPairTable.remove st.toterm sign;
        IntTable.remove st.tosign t
    with
        Not_found -> ()

  let delete_set st s = Int.Set.iter (delete st) s

end

type pa_constructor=
    { cnode : int;
      arity : int;
      args  : int list}

type pa_fun=
    {fsym:int;
     fnargs:int}

type pa_mark=
    Fmark of pa_fun
  | Cmark of pa_constructor

module PacOrd =
struct
  type t = pa_constructor
  let compare { cnode = cnode0; arity = arity0; args = args0 }
              { cnode = cnode1; arity = arity1; args = args1 } =
    let cmp = Int.compare cnode0 cnode1 in
    if cmp = 0 then
      let cmp' = Int.compare arity0 arity1 in
      if cmp' = 0 then
        List.compare Int.compare args0 args1
      else
        cmp'
    else
      cmp
end

module PafOrd =
struct
  type t = pa_fun
  let compare { fsym = fsym0; fnargs = fnargs0 } { fsym = fsym1; fnargs = fnargs1 } =
    let cmp = Int.compare fsym0 fsym1 in
    if cmp = 0 then
      Int.compare fnargs0 fnargs1
    else
      cmp
end

module PacMap=Map.Make(PacOrd)
module PafMap=Map.Make(PafOrd)

type cinfo=
    {ci_constr: pconstructor; (* inductive type *)
     ci_arity: int;     (* # args *)
     ci_nhyps: int}     (* # projectable args *)

let family_eq f1 f2 = match f1, f2 with
  | SetSet
  | Prop, Prop
  | Type _, Type _ -> true
  | _ -> false


type 'a term =
    Symb of constr * (* Hash: *) int
  | Product of Sorts.t * Sorts.t
  | Eps of Id.t
  | Appli of 'a * 'a
  | Constructor of cinfo (* constructor arity + nhyps *)

(* terms with eagerly cached constr and hash *)
module ATerm :
sig
  type t
  val proj : t -> t term
  val mkSymb : constr -> t
  val mkProduct : (Sorts.t * Sorts.t) -> t
  val mkEps : Id.t -> t
  val mkAppli : (t * t) -> t
  val mkConstructor : Environ.env -> cinfo -> t

  val equal : t -> t -> bool
  val constr : t -> constr
  val hash : t -> int
  val nth_arg : t -> int -> t
end =
struct
  type t = {
    term : t term;
    constr : constr lazy_t;
    hash : int }

  let proj t = t.term

  let rec term_equal t1 t2 =
    match t1, t2 with
      | Symb (c1,_), Symb (c2,_) -> eq_constr_nounivs c1 c2
      | Product (s1, t1), Product (s2, t2) -> family_eq s1 s2 && family_eq t1 t2
      | Eps i1, Eps i2 -> Id.equal i1 i2
      | Appli (t1', u1'), Appli (t2', u2') -> term_equal t1'.term t2'.term && term_equal u1'.term u2'.term
      | Constructor {ci_constr=(c1,u1); ci_arity=i1; ci_nhyps=j1},
        Constructor {ci_constr=(c2,u2); ci_arity=i2; ci_nhyps=j2} ->
          Int.equal i1 i2 && Int.equal j1 j2 && Construct.UserOrd.equal c1 c2
      | _ -> false

  let equal t1 t2 = term_equal t1.term t2.term

  open Hashset.Combine

  let hash_term t =
    match t with
    | Symb (_,hash_c) -> combine 1 hash_c
    | Product (s1, s2) -> combine3 2 (Sorts.hash s1) (Sorts.hash s2)
    | Eps i -> combine 3 (Id.hash i)
    | Appli (t1', t2') -> combine3 4 (t1'.hash) (t2'.hash)
    | Constructor {ci_constr=(c,u); ci_arity=i; ci_nhyps=j} -> combine4 5 (Construct.UserOrd.hash c) i j

  let hash t = t.hash

  (* rebuild a constr from an applicative term *)

  let _A_ = Name (Id.of_string "A")
  let _B_ = Name (Id.of_string "A")
  let _body_ =  mkProd(make_annot Anonymous Sorts.Relevant,mkRel 2,mkRel 2)

  let cc_product s1 s2 =
    mkLambda(make_annot _A_ Sorts.Relevant,mkSort(s1),
             mkLambda(make_annot _B_ Sorts.Relevant,mkSort(s2),_body_))

  let rec constr_of_term = function
      Symb (s,_) -> s
    | Product(s1,s2) -> cc_product s1 s2
    | Eps id -> mkVar id
    | Constructor cinfo -> mkConstructU cinfo.ci_constr
    | Appli (s1',s2') -> make_app [force s2'.constr] s1'
  and make_app l t' =
    match t'.term with
      Appli (s1',s2')->make_app ((force s2'.constr)::l) s1'
    | _ -> Term.applist (force t'.constr, l)

  let constr t = force t.constr

  let make t = {
    term = t;
    constr = lazy (constr_of_term t);
    hash = hash_term t }

  let rec drop_univ c =
    match kind c with
    | Const (c,_u) -> mkConstU (c,UVars.Instance.empty)
    | Ind (c,_u) -> mkIndU (c,UVars.Instance.empty)
    | Construct (c,_u) -> mkConstructU (c,UVars.Instance.empty)
    | Sort (Type _u) -> mkSort (type1)
    | _ -> Constr.map drop_univ c

  let mkSymb s = make (Symb (s, Constr.hash (drop_univ s)))

  let mkProduct (s1, s2) = make (Product (s1, s2))

  let mkEps id = make (Eps id)

  let mkAppli (t1', t2') = make (Appli (t1', t2'))

  let mkConstructor env info =
    let canon i = Environ.QConstruct.canonize env i in
    let info = { info with ci_constr = on_fst canon info.ci_constr } in
    make (Constructor info)

  let rec nth_arg t n =
    match t.term with
      Appli (t1',t2')->
        if n>0 then nth_arg t1' (n-1)
        else t2'
    | _ -> anomaly ~label:"nth_arg" (Pp.str "not enough args.")
end

type ccpattern =
    PApp of ATerm.t * ccpattern list (* arguments are reversed *)
  | PVar of int * ccpattern list (* arguments are reversed *)

type axiom = constr

let constr_of_axiom c = c

type rule=
    Congruence
  | Axiom of axiom * bool
  | Injection of int * pa_constructor * int * pa_constructor * int

type from=
    Goal
  | Hyp of constr
  | HeqG of Id.t
  | HeqnH of Id.t * Id.t

type 'a eq = {lhs:int;rhs:int;rule:'a}

type equality = rule eq

type disequality = from eq

type patt_kind =
    Normal
  | Trivial of types
  | Creates_variables

type quant_eq =
  {
    qe_hyp_id: Id.t;
    qe_pol: bool;
    qe_nvars:int;
    qe_lhs: ccpattern;
    qe_lhs_valid:patt_kind;
    qe_rhs: ccpattern;
    qe_rhs_valid:patt_kind
  }

let swap eq : equality =
  let swap_rule=match eq.rule with
      Congruence -> Congruence
    | Injection (i,pi,j,pj,k) -> Injection (j,pj,i,pi,k)
    | Axiom (id,reversed) -> Axiom (id,not reversed)
  in {lhs=eq.rhs;rhs=eq.lhs;rule=swap_rule}

type inductive_status =
    Unknown
  | Partial of pa_constructor
  | Partial_applied
  | Total of (int * pa_constructor)

type representative=
    {mutable weight:int;
     mutable lfathers:Int.Set.t;
     mutable fathers:Int.Set.t;
     mutable inductive_status: inductive_status;
     class_type : types;
     mutable functions: Int.Set.t PafMap.t} (*pac -> term = app(constr,t) *)

type cl = Rep of representative| Eqto of int*equality

type vertex = Leaf| Node of (int*int)

type node =
    {mutable clas:cl;
     mutable cpath: int;
     mutable constructors: int PacMap.t;
     vertex:vertex;
     aterm:ATerm.t}

module Constrhash = Hashtbl.Make
  (struct type t = constr
          let equal = eq_constr_nounivs
          let hash = Constr.hash
   end)
module Typehash = Constrhash

module Termhash = Hashtbl.Make
  (struct type t = ATerm.t
          let equal = ATerm.equal
          let hash = ATerm.hash
   end)

module Identhash = Hashtbl.Make
  (struct type t = Id.t
          let equal = Id.equal
          let hash = Id.hash
   end)

type forest=
    {mutable max_size:int;
     mutable size:int;
     mutable map: node array;
     axioms: (ATerm.t * ATerm.t) Constrhash.t;
     mutable epsilons: pa_constructor list;
     syms: int Termhash.t}

type state =
    {uf: forest;
     sigtable:ST.t;
     mutable terms: Int.Set.t;
     combine: equality Queue.t;
     marks: (int * pa_mark) Queue.t;
     mutable diseq: disequality list;
     mutable quant: quant_eq list;
     mutable pa_classes: Int.Set.t;
     q_history: (int array) Identhash.t;
     mutable rew_depth:int;
     mutable changed:bool;
     by_type: Int.Set.t Typehash.t;
     mutable env:Environ.env;
     sigma:Evd.evar_map}

let dummy_node =
  {
    clas=Eqto (min_int,{lhs=min_int;rhs=min_int;rule=Congruence});
    cpath=min_int;
    constructors=PacMap.empty;
    vertex=Leaf;
    aterm= ATerm.mkSymb (mkRel min_int)
  }

let empty_forest() =
  {
    max_size=init_size;
    size=0;
    map=Array.make init_size dummy_node;
    epsilons=[];
    axioms=Constrhash.create init_size;
    syms=Termhash.create init_size
  }

let empty env sigma depth : state =
  {
    uf= empty_forest ();
    terms=Int.Set.empty;
    combine=Queue.create ();
    marks=Queue.create ();
    sigtable=ST.empty ();
    diseq=[];
    quant=[];
    pa_classes=Int.Set.empty;
    q_history=Identhash.create init_size;
    rew_depth=depth;
    by_type=Constrhash.create init_size;
    changed=false;
    env;
    sigma;
  }

let forest state = state.uf

let compress_path uf i j = uf.map.(j).cpath<-i

let rec find_aux uf visited i=
  let j = uf.map.(i).cpath in
    if j<0 then let () = List.iter (compress_path uf i) visited in i else
      find_aux uf (i::visited) j

let find uf i= find_aux uf [] i

let get_representative uf i=
  match uf.map.(i).clas with
      Rep r -> r
    | _ -> anomaly ~label:"get_representative" (Pp.str "not a representative.")

let get_constructors uf i= uf.map.(i).constructors

let rec find_oldest_pac uf i pac=
  try PacMap.find pac (get_constructors uf i) with
    Not_found ->
      match uf.map.(i).clas with
        Eqto (j,_) -> find_oldest_pac uf j pac
      | Rep _ -> raise Not_found


let get_constructor_info uf i=
  match ATerm.proj uf.map.(i).aterm with
      Constructor cinfo->cinfo
    | _ -> anomaly ~label:"get_constructor" (Pp.str "not a constructor.")

let size uf i=
  (get_representative uf i).weight

let axioms uf c = Constrhash.find uf.axioms c

let epsilons uf = uf.epsilons

let add_lfather uf i t=
  let r=get_representative uf i in
    r.weight<-r.weight+1;
    r.lfathers<-Int.Set.add t r.lfathers;
    r.fathers <-Int.Set.add t r.fathers

let add_rfather uf i t=
  let r=get_representative uf i in
    r.weight<-r.weight+1;
    r.fathers <-Int.Set.add t r.fathers

exception Discriminable of int * pa_constructor * int * pa_constructor

let append_pac t p =
  {p with arity=pred p.arity;args=t::p.args}

let tail_pac p=
  {p with arity=succ p.arity;args=List.tl p.args}

let fsucc paf =
  {paf with fnargs=succ paf.fnargs}

let add_pac node pac t =
  if not (PacMap.mem pac node.constructors) then
    node.constructors<-PacMap.add pac t node.constructors

let add_paf rep paf t =
  let already =
    try PafMap.find paf rep.functions with Not_found -> Int.Set.empty in
    rep.functions<- PafMap.add paf (Int.Set.add t already) rep.functions

let aterm uf i=uf.map.(i).aterm

let subterms uf i=
  match uf.map.(i).vertex with
      Node(j,k) -> (j,k)
    | _ -> anomaly ~label:"subterms" (Pp.str "not a node.")

let signature uf i=
  let j,k=subterms uf i in (find uf j,find uf k)

let next uf=
  let size=uf.size in
  let nsize= succ size in
    if Int.equal nsize uf.max_size then
      let newmax=uf.max_size * 3 / 2 + 1 in
      let newmap=Array.make newmax dummy_node in
        begin
          uf.max_size<-newmax;
          Array.blit uf.map 0 newmap 0 size;
          uf.map<-newmap
        end
    else ();
    uf.size<-nsize;
    size

let new_representative typ =
  {weight=0;
   lfathers=Int.Set.empty;
   fathers=Int.Set.empty;
   inductive_status=Unknown;
   class_type=typ;
   functions=PafMap.empty}


let rec canonize_name c =
  let c = EConstr.Unsafe.to_constr c in
  let func c = canonize_name (EConstr.of_constr c) in
    match Constr.kind c with
      | Const (kn,u) ->
          let canon_const = Constant.make1 (Constant.canonical kn) in
            (mkConstU (canon_const,u))
      | Ind ((kn,i),u) ->
          let canon_mind = MutInd.make1 (MutInd.canonical kn) in
            (mkIndU ((canon_mind,i),u))
      | Construct (((kn,i),j),u) ->
          let canon_mind = MutInd.make1 (MutInd.canonical kn) in
            mkConstructU (((canon_mind,i),j),u)
      | Prod (na,t,ct) ->
          mkProd (na,func t, func ct)
      | Lambda (na,t,ct) ->
          mkLambda (na, func t,func ct)
      | LetIn (na,b,t,ct) ->
          mkLetIn (na, func b,func t,func ct)
      | App (ct,l) ->
          mkApp (func ct,Array.Smart.map func l)
      | Proj(p,r,c) ->
        let p' = Projection.map (fun kn ->
          MutInd.make1 (MutInd.canonical kn)) p in
          (mkProj (p', r, func c))
      | _ -> c

(* rebuild a term from a pattern and a substitution *)

let build_subst uf subst =
  Array.map
    (fun i ->
      try aterm uf i
      with e when CErrors.noncritical e ->
        anomaly (Pp.str "incomplete matching."))
    subst

let rec inst_pattern subst = function
    PVar (i, args) ->
      List.fold_right
        (fun spat f -> ATerm.mkAppli (f,inst_pattern subst spat))
           args subst.(pred i)
  | PApp (t', args) ->
      List.fold_right
        (fun spat f -> ATerm.mkAppli (f,inst_pattern subst spat))
           args t'

let pr_idx_term env sigma uf i = str "[" ++ int i ++ str ":=" ++
  Printer.pr_econstr_env env sigma (EConstr.of_constr (ATerm.constr (aterm uf i))) ++ str "]"

let pr_term env sigma t' = str "[" ++
  Printer.pr_econstr_env env sigma (EConstr.of_constr (ATerm.constr t')) ++ str "]"

let rec add_aterm state t' =
  let uf=state.uf in
    try Termhash.find uf.syms t' with
        Not_found ->
          let b=next uf in
          let trm = ATerm.constr t' in
          let typ = Retyping.get_type_of state.env state.sigma (EConstr.of_constr trm) in
          let typ = canonize_name typ in
          let new_node=
            match ATerm.proj t' with
                Symb _ | Product (_,_) ->
                  let paf =
                    {fsym=b;
                     fnargs=0} in
                    Queue.add (b,Fmark paf) state.marks;
                    {clas= Rep (new_representative typ);
                     cpath= -1;
                     constructors=PacMap.empty;
                     vertex= Leaf;
                     aterm= t'}
              | Eps id ->
                  {clas= Rep (new_representative typ);
                   cpath= -1;
                   constructors=PacMap.empty;
                   vertex= Leaf;
                   aterm= t'}
              | Appli (t1',t2') ->
                  let i1=add_aterm state t1' and i2=add_aterm state t2' in
                    add_lfather uf (find uf i1) b;
                    add_rfather uf (find uf i2) b;
                    state.terms<-Int.Set.add b state.terms;
                    {clas= Rep (new_representative typ);
                     cpath= -1;
                     constructors=PacMap.empty;
                     vertex= Node(i1,i2);
                     aterm= t'}
              | Constructor cinfo ->
                  let paf =
                    {fsym=b;
                     fnargs=0} in
                    Queue.add (b,Fmark paf) state.marks;
                  let pac =
                    {cnode= b;
                     arity= cinfo.ci_arity;
                     args=[]} in
                    Queue.add (b,Cmark pac) state.marks;
                    {clas=Rep (new_representative typ);
                     cpath= -1;
                     constructors=PacMap.empty;
                     vertex=Leaf;
                     aterm=t'}
          in
            uf.map.(b)<-new_node;
            Termhash.add uf.syms t' b;
            Typehash.replace state.by_type typ
              (Int.Set.add b
                 (try Typehash.find state.by_type typ with
                      Not_found -> Int.Set.empty));
            b

let add_equality0 state c s' t' =
  let i = add_aterm state s' in
  let j = add_aterm state t' in
    Queue.add {lhs=i;rhs=j;rule=Axiom(c,false)} state.combine;
    Constrhash.add state.uf.axioms c (s',t')

let add_equality state id s t =
  add_equality0 state (mkVar id) s t

let add_disequality state from s' t' =
  let i = add_aterm state s' in
  let j = add_aterm state t' in
    state.diseq<-{lhs=i;rhs=j;rule=from}::state.diseq

let add_quant state id pol (nvars,valid1,patt1,valid2,patt2) =
  state.quant<-
    {qe_hyp_id= id;
     qe_pol= pol;
     qe_nvars=nvars;
     qe_lhs= patt1;
     qe_lhs_valid=valid1;
     qe_rhs= patt2;
     qe_rhs_valid=valid2}::state.quant

let is_redundant state id args =
  try
    let norm_args = Array.map (find state.uf) args in
    let prev_args = Identhash.find_all state.q_history id in
    List.exists
      (fun old_args ->
         Util.Array.for_all2 (fun i j -> Int.equal i (find state.uf j))
         norm_args old_args)
      prev_args
    with Not_found -> false

let add_inst state (inst,int_subst) =
  Control.check_for_interrupt ();
  if state.rew_depth > 0 then
  if is_redundant state inst.qe_hyp_id int_subst then
    debug_congruence (fun () -> str "discarding redundant (dis)equality")
  else
    begin
      Identhash.add state.q_history inst.qe_hyp_id int_subst;
      let subst = build_subst (forest state) int_subst in
      let prfhead= mkVar inst.qe_hyp_id in
      let args = Array.map ATerm.constr subst in
      let _ = Array.rev args in (* highest deBruijn index first *)
      let prf= mkApp(prfhead,args) in
          let s = inst_pattern subst inst.qe_lhs
          and t = inst_pattern subst inst.qe_rhs in
            state.changed<-true;
            state.rew_depth<-pred state.rew_depth;
            if inst.qe_pol then
              begin
                debug_congruence (fun () ->
                   (str "Adding new equality, depth="++ int state.rew_depth) ++ fnl () ++
                  (str " [" ++ Printer.pr_econstr_env state.env state.sigma (EConstr.of_constr prf) ++ str " : " ++
                           pr_term state.env state.sigma s ++ str " == " ++ pr_term state.env state.sigma t ++ str "]"));
                add_equality0 state prf s t
              end
            else
              begin
                debug_congruence (fun () ->
                   (str "Adding new disequality, depth="++ int state.rew_depth) ++ fnl () ++
                  (str " [" ++ Printer.pr_econstr_env state.env state.sigma (EConstr.of_constr prf) ++ str " : " ++
                           pr_term state.env state.sigma s ++ str " <> " ++ pr_term state.env state.sigma t ++ str "]"));
                add_disequality state (Hyp prf) s t
              end
  end

let link uf i j eq = (* links i -> j *)
  let node=uf.map.(i) in
    node.clas<-Eqto (j,eq);
    node.cpath<-j

let rec down_path uf i l=
  match uf.map.(i).clas with
      Eqto (j,eq) ->down_path uf j (((i,j),eq)::l)
    | Rep _ ->l

let eq_pair (i1, j1) (i2, j2) = Int.equal i1 i2 && Int.equal j1 j2

let rec min_path=function
    ([],l2)->([],l2)
  | (l1,[])->(l1,[])
  | (((c1,t1)::q1),((c2,t2)::q2)) when eq_pair c1 c2 -> min_path (q1,q2)
  | cpl -> cpl

let join_path uf i j=
  assert (Int.equal (find uf i) (find uf j));
  min_path (down_path uf i [],down_path uf j [])

let union state i1 i2 eq=
  debug_congruence (fun () -> str "Linking " ++ pr_idx_term state.env state.sigma state.uf i1 ++
                 str " and " ++ pr_idx_term state.env state.sigma state.uf i2 ++ str ".");
  let r1= get_representative state.uf i1
  and r2= get_representative state.uf i2 in
    link state.uf i1 i2 eq;
    Constrhash.replace state.by_type r1.class_type
      (Int.Set.remove i1
         (try Constrhash.find state.by_type r1.class_type with
              Not_found -> Int.Set.empty));
    let f= Int.Set.union r1.fathers r2.fathers in
      r2.weight<-Int.Set.cardinal f;
      r2.fathers<-f;
      r2.lfathers<-Int.Set.union r1.lfathers r2.lfathers;
      ST.delete_set state.sigtable r1.fathers;
      state.terms<-Int.Set.union state.terms r1.fathers;
      PacMap.iter
        (fun pac b -> Queue.add (b,Cmark pac) state.marks)
        state.uf.map.(i1).constructors;
      PafMap.iter
        (fun paf -> Int.Set.iter
           (fun b -> Queue.add (b,Fmark paf) state.marks))
        r1.functions;
      match r1.inductive_status,r2.inductive_status with
          Unknown,_ -> ()
        | Partial pac,Unknown ->
            r2.inductive_status<-Partial pac;
            state.pa_classes<-Int.Set.remove i1 state.pa_classes;
            state.pa_classes<-Int.Set.add i2 state.pa_classes
        | Partial _ ,(Partial _ |Partial_applied) ->
            state.pa_classes<-Int.Set.remove i1 state.pa_classes
        | Partial_applied,Unknown ->
            r2.inductive_status<-Partial_applied
        | Partial_applied,Partial _ ->
            state.pa_classes<-Int.Set.remove i2 state.pa_classes;
            r2.inductive_status<-Partial_applied
        | Total cpl,Unknown -> r2.inductive_status<-Total cpl;
        | Total (i,pac),Total _ -> Queue.add (i,Cmark pac) state.marks
        | _,_ -> ()

let merge eq state = (* merge and no-merge *)
  debug_congruence
    (fun () -> str "Merging " ++ pr_idx_term state.env state.sigma state.uf eq.lhs ++
       str " and " ++ pr_idx_term state.env state.sigma state.uf eq.rhs ++ str ".");
  let uf=state.uf in
  let i=find uf eq.lhs
  and j=find uf eq.rhs in
    if not (Int.equal i j) then
      if (size uf i)<(size uf j) then
        union state i j eq
      else
        union state j i (swap eq)

let update t state = (* update 1 and 2 *)
  debug_congruence
    (fun () -> str "Updating term " ++ pr_idx_term state.env state.sigma state.uf t ++ str ".");
  let (i,j) as sign = signature state.uf t in
  let (u,v) = subterms state.uf t in
  let rep = get_representative state.uf i in
    begin
      match rep.inductive_status with
          Partial _ ->
            rep.inductive_status <- Partial_applied;
            state.pa_classes <- Int.Set.remove i state.pa_classes
        | _ -> ()
    end;
    PacMap.iter
      (fun pac _ -> Queue.add (t,Cmark (append_pac v pac)) state.marks)
      (get_constructors state.uf i);
    PafMap.iter
      (fun paf _ -> Queue.add (t,Fmark (fsucc paf)) state.marks)
      rep.functions;
    try
      let s = ST.query sign state.sigtable in
        Queue.add {lhs=t;rhs=s;rule=Congruence} state.combine
    with
        Not_found -> ST.enter t sign state.sigtable

let process_function_mark t rep paf state  =
  add_paf rep paf t;
  state.terms<-Int.Set.union rep.lfathers state.terms

let process_constructor_mark t i rep pac state =
     add_pac state.uf.map.(i) pac t;
     match rep.inductive_status with
        Total (s,opac) ->
          if not (Int.equal pac.cnode opac.cnode) then (* Conflict *)
            raise (Discriminable (s,opac,t,pac))
          else (* Match *)
            let cinfo = get_constructor_info state.uf pac.cnode in
            let rec f n oargs args=
              if n > 0 then
                match (oargs,args) with
                    s1::q1,s2::q2->
                      Queue.add
                        {lhs=s1;rhs=s2;rule=Injection(s,opac,t,pac,n)}
                        state.combine;
                      f (n-1) q1 q2
                  | _-> anomaly ~label:"add_pacs"
                      (Pp.str "weird error in injection subterms merge.")
            in f cinfo.ci_nhyps opac.args pac.args
      | Partial_applied | Partial _ ->
(*   add_pac state.uf.map.(i) pac t; *)
          state.terms<-Int.Set.union rep.lfathers state.terms
      | Unknown ->
          if Int.equal pac.arity 0 then
            rep.inductive_status <- Total (t,pac)
          else
            begin
             (* add_pac state.uf.map.(i) pac t; *)
              state.terms<-Int.Set.union rep.lfathers state.terms;
              rep.inductive_status <- Partial pac;
              state.pa_classes<- Int.Set.add i state.pa_classes
            end

let process_mark t m state =
  debug_congruence
    (fun () -> str "Processing mark for term " ++ pr_idx_term state.env state.sigma state.uf t ++ str ".");
  let i=find state.uf t in
  let rep=get_representative state.uf i in
    match m with
        Fmark paf -> process_function_mark t rep paf state
      | Cmark pac -> process_constructor_mark t i rep pac state

type explanation =
    Discrimination of (int*pa_constructor*int*pa_constructor)
  | Contradiction of disequality
  | Incomplete of (EConstr.t * int) list

let check_disequalities state =
  let uf=state.uf in
  let rec check_aux = function
    | dis::q ->
        let (info, ans) =
          if Int.equal (find uf dis.lhs) (find uf dis.rhs) then (str "Yes", Some dis)
          else (str "No", check_aux q)
        in
        let _ = debug_congruence
        (fun () -> str "Checking if " ++ pr_idx_term state.env state.sigma state.uf dis.lhs ++ str " = " ++
         pr_idx_term state.env state.sigma state.uf dis.rhs ++ str " ... " ++ info) in
        ans
    | [] -> None
  in
    check_aux state.diseq

let one_step state =
    try
      let eq = Queue.take state.combine in
        merge eq state;
        true
    with Queue.Empty ->
      try
        let (t,m) = Queue.take state.marks in
          process_mark t m state;
          true
      with Queue.Empty ->
        try
          let t = Int.Set.choose state.terms in
            state.terms<-Int.Set.remove t state.terms;
            update t state;
            true
        with Not_found -> false

let __eps__ = Id.of_string "_eps_"

let new_state_var typ state =
  let ids = Environ.ids_of_named_context_val (Environ.named_context_val state.env) in
  let id = Namegen.next_ident_away __eps__ ids in
  let r = EConstr.ERelevance.relevant in (* TODO relevance *)
  state.env<- EConstr.push_named (Context.Named.Declaration.LocalAssum (make_annot id r,typ)) state.env;
  id

let complete_one_class state i=
  match (get_representative state.uf i).inductive_status with
  | Partial pac ->
    let rec app t' typ n =
      if n<=0 then t' else
        let _,etyp,rest= destProd typ in
        let id = new_state_var (EConstr.of_constr etyp) state in
        app (ATerm.mkAppli (t',ATerm.mkEps id)) (substl [mkVar id] rest) (n-1) in
    let c = Retyping.get_type_of state.env state.sigma
        (EConstr.of_constr (ATerm.constr (aterm state.uf pac.cnode))) in
    let c = EConstr.Unsafe.to_constr c in
    let args =
      List.map (fun i -> ATerm.constr (aterm state.uf i))
        pac.args in
    let typ = Term.prod_applist c (List.rev args) in
    let ct = app (aterm state.uf i) typ pac.arity in
    state.uf.epsilons <- pac :: state.uf.epsilons;
    ignore (add_aterm state ct)
  | _ -> anomaly (Pp.str "wrong incomplete class.")

let complete state =
  Int.Set.iter (complete_one_class state) state.pa_classes

type matching_problem =
{mp_subst : int array;
 mp_inst : quant_eq;
 mp_stack : (ccpattern*int) list }

let make_fun_table state =
  let uf= state.uf in
  let funtab=ref PafMap.empty in
  Array.iteri
    (fun i inode -> if i < uf.size then
       match inode.clas with
           Rep rep ->
             PafMap.iter
               (fun paf _ ->
                  let elem =
                    try PafMap.find paf !funtab
                    with Not_found -> Int.Set.empty in
                    funtab:= PafMap.add paf (Int.Set.add i elem) !funtab)
               rep.functions
         | _ -> ()) state.uf.map;
    !funtab


let do_match state res pb_stack =
  let mp=Stack.pop pb_stack in
    match mp.mp_stack with
        [] ->
          res:= (mp.mp_inst,mp.mp_subst) :: !res
      | (patt,cl)::remains ->
          let uf=state.uf in
            match patt with
                PVar (i, []) ->
                  if mp.mp_subst.(pred i)<0 then
                    begin
                      mp.mp_subst.(pred i)<- cl; (* no aliasing problem here *)
                      Stack.push {mp with mp_stack=remains} pb_stack
                    end
                  else
                    if Int.equal mp.mp_subst.(pred i) cl then
                      Stack.push {mp with mp_stack=remains} pb_stack
                    else (* mismatch for non-linear variable in pattern *) ()
              | PVar _ -> () (* do not consider application with variable head *)
              | PApp (f,[]) ->
                  begin
                    try let j=Termhash.find uf.syms f in
                      if Int.equal (find uf j) cl then
                        Stack.push {mp with mp_stack=remains} pb_stack
                    with Not_found -> ()
                  end
              | PApp(f, ((last_arg::rem_args) as args)) ->
                  try
                    let j=Termhash.find uf.syms f in
                    let paf={fsym=j;fnargs=List.length args} in
                    let rep=get_representative uf cl in
                    let good_terms = PafMap.find paf rep.functions in
                    let aux i =
                      let (s,t) = signature state.uf i in
                        Stack.push
                          {mp with
                             mp_subst=Array.copy mp.mp_subst;
                             mp_stack=
                              (PApp(f,rem_args),s) ::
                                (last_arg,t) :: remains} pb_stack in
                      Int.Set.iter aux good_terms
                  with Not_found -> ()

let paf_of_patt syms = function
    PVar _ -> invalid_arg "paf_of_patt: pattern with variable head"
  | PApp (f,args) ->
      {fsym=Termhash.find syms f;
       fnargs=List.length args}

let init_pb_stack state =
  let syms= state.uf.syms in
  let pb_stack = Stack.create () in
  let funtab = make_fun_table state in
  let aux inst =
    begin
      let good_classes =
        match inst.qe_lhs_valid with
          Creates_variables -> Int.Set.empty
        | Normal ->
            begin
              try
                let paf= paf_of_patt syms inst.qe_lhs in
                  PafMap.find paf funtab
              with Not_found -> Int.Set.empty
            end
        | Trivial typ ->
            begin
              try
                Typehash.find state.by_type typ
              with Not_found -> Int.Set.empty
            end in
        Int.Set.iter (fun i ->
                       Stack.push
                         {mp_subst = Array.make inst.qe_nvars (-1);
                          mp_inst=inst;
                          mp_stack=[inst.qe_lhs,i]} pb_stack) good_classes
    end;
    begin
      let good_classes =
        match inst.qe_rhs_valid with
          Creates_variables -> Int.Set.empty
        | Normal ->
            begin
              try
                let paf= paf_of_patt syms inst.qe_rhs in
                  PafMap.find paf funtab
              with Not_found -> Int.Set.empty
            end
        | Trivial typ ->
            begin
              try
                Typehash.find state.by_type typ
              with Not_found -> Int.Set.empty
            end in
        Int.Set.iter (fun i ->
                       Stack.push
                         {mp_subst = Array.make inst.qe_nvars (-1);
                          mp_inst=inst;
                          mp_stack=[inst.qe_rhs,i]} pb_stack) good_classes
    end in
    List.iter aux state.quant;
    pb_stack

let find_instances state =
  let pb_stack= init_pb_stack state in
  let res =ref [] in
  let _ =
    debug_congruence (fun () -> str "Running E-matching algorithm ... ");
    try
      while true do
        Control.check_for_interrupt ();
        do_match state res pb_stack
      done;
      anomaly (Pp.str "get out of here!")
    with Stack.Empty -> () in
    !res

let build_term_to_complete uf pac =
  let open EConstr in
  let cinfo = get_constructor_info uf pac.cnode in
  let real_args = List.rev_map (fun i -> EConstr.of_constr (ATerm.constr (aterm uf i))) pac.argin
  let (kn, u) = cinfo.ci_constr in
  (applist (mkConstructU (kn, EInstance.make u), real_args), pac.arity)

let terms_to_complete state =
  let uf = forest state in
  List.map (build_term_to_complete uf) (epsilons uf)

let rec execute first_run state =
  debug_congruence (fun () -> str "Executing ... ");
  try
    while
      Control.check_for_interrupt ();
      one_step state do ()
    done;
    match check_disequalities state with
        None ->
          if not(Int.Set.is_empty state.pa_classes) then
            begin
              debug_congruence (fun () -> str "First run was incomplete, completing ... ");
              complete state;
              execute false state
            end
          else
            if state.rew_depth>0 then
              let l=find_instances state in
                List.iter (add_inst state) l;
                if state.changed then
                  begin
                    state.changed <- false;
                    execute true state
                  end
                else
              begin
                debug_congruence (fun () -> str "Out of instances ... ");
                None
              end
            else
              begin
                debug_congruence (fun () -> str "Out of depth ... ");
                None
              end
      | Some dis -> Some
          begin
            if first_run then Contradiction dis
            else Incomplete (terms_to_complete state)
          end
  with Discriminable(s,spac,t,tpac) -> Some
    begin
      if first_run then Discrimination (s,spac,t,tpac)
      else Incomplete (terms_to_complete state)
    end

99%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.35 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.