products/sources/formale sprachen/Isabelle/HOL/Examples image not shown  

Quellcode-Bibliothek

© Kompilation durch diese Firma

[Weder Korrektheit noch Funktionsfähigkeit der Software werden zugesichert.]

Datei:   Sprache: Isabelle

Original von: Isabelle©

(*  Title:      HOL/Examples/Records.thy
    Author:     Wolfgang Naraschewski, TU Muenchen
    Author:     Norbert Schirmer, TU Muenchen
    Author:     Markus Wenzel, TU Muenchen
*)


section \<open>Using extensible records in HOL -- points and coloured points\<close>

theory Records
  imports Main
begin

subsection \<open>Points\<close>

record point =
  xpos :: nat
  ypos :: nat

text \<open>
  Apart many other things, above record declaration produces the
  following theorems:
\<close>

thm point.simps
thm point.iffs
thm point.defs

text \<open>
  The set of theorems @{thm [source] point.simps} is added
  automatically to the standard simpset, @{thm [source] point.iffs} is
  added to the Classical Reasoner and Simplifier context.

  \<^medskip> Record declarations define new types and type abbreviations:
  @{text [display]
\<open>point = \<lparr>xpos :: nat, ypos :: nat\<rparr> = () point_ext_type
'a point_scheme = \xpos :: nat, ypos :: nat, ... :: 'a\ = 'a point_ext_type\}
\<close>

consts foo2 :: "\xpos :: nat, ypos :: nat\"
consts foo4 :: "'a \ \xpos :: nat, ypos :: nat, \ :: 'a\"


subsubsection \<open>Introducing concrete records and record schemes\<close>

definition foo1 :: point
  where "foo1 = \xpos = 1, ypos = 0\"

definition foo3 :: "'a \ 'a point_scheme"
  where "foo3 ext = \xpos = 1, ypos = 0, \ = ext\"


subsubsection \<open>Record selection and record update\<close>

definition getX :: "'a point_scheme \ nat"
  where "getX r = xpos r"

definition setX :: "'a point_scheme \ nat \ 'a point_scheme"
  where "setX r n = r \xpos := n\"


subsubsection \<open>Some lemmas about records\<close>

text \<open>Basic simplifications.\<close>

lemma "point.make n p = \xpos = n, ypos = p\"
  by (simp only: point.make_def)

lemma "xpos \xpos = m, ypos = n, \ = p\ = m"
  by simp

lemma "\xpos = m, ypos = n, \ = p\\xpos:= 0\ = \xpos = 0, ypos = n, \ = p\"
  by simp


text \<open>\<^medskip> Equality of records.\<close>

lemma "n = n' \ p = p' \ \xpos = n, ypos = p\ = \xpos = n', ypos = p'\"
  \<comment> \<open>introduction of concrete record equality\<close>
  by simp

lemma "\xpos = n, ypos = p\ = \xpos = n', ypos = p'\ \ n = n'"
  \<comment> \<open>elimination of concrete record equality\<close>
  by simp

lemma "r\xpos := n\\ypos := m\ = r\ypos := m\\xpos := n\"
  \<comment> \<open>introduction of abstract record equality\<close>
  by simp

lemma "r\xpos := n\ = r\xpos := n'\" if "n = n'"
  \<comment> \<open>elimination of abstract record equality (manual proof)\<close>
proof -
  let "?lhs = ?rhs" = ?thesis
  from that have "xpos ?lhs = xpos ?rhs" by simp
  then show ?thesis by simp
qed


text \<open>\<^medskip> Surjective pairing\<close>

lemma "r = \xpos = xpos r, ypos = ypos r\"
  by simp

lemma "r = \xpos = xpos r, ypos = ypos r, \ = point.more r\"
  by simp


text \<open>\<^medskip> Representation of records by cases or (degenerate) induction.\<close>

lemma "r\xpos := n\\ypos := m\ = r\ypos := m\\xpos := n\"
proof (cases r)
  fix xpos ypos more
  assume "r = \xpos = xpos, ypos = ypos, \ = more\"
  then show ?thesis by simp
qed

lemma "r\xpos := n\\ypos := m\ = r\ypos := m\\xpos := n\"
proof (induct r)
  fix xpos ypos more
  show "\xpos = xpos, ypos = ypos, \ = more\\xpos := n, ypos := m\ =
      \<lparr>xpos = xpos, ypos = ypos, \<dots> = more\<rparr>\<lparr>ypos := m, xpos := n\<rparr>"
    by simp
qed

lemma "r\xpos := n\\xpos := m\ = r\xpos := m\"
proof (cases r)
  fix xpos ypos more
  assume "r = \xpos = xpos, ypos = ypos, \ = more\"
  then show ?thesis by simp
qed

lemma "r\xpos := n\\xpos := m\ = r\xpos := m\"
proof (cases r)
  case fields
  then show ?thesis by simp
qed

lemma "r\xpos := n\\xpos := m\ = r\xpos := m\"
  by (cases r) simp


text \<open>\<^medskip> Concrete records are type instances of record schemes.\<close>

definition foo5 :: nat
  where "foo5 = getX \xpos = 1, ypos = 0\"


text \<open>\<^medskip> Manipulating the ``\<open>...\<close>'' (more) part.\<close>

definition incX :: "'a point_scheme \ 'a point_scheme"
  where "incX r = \xpos = xpos r + 1, ypos = ypos r, \ = point.more r\"

lemma "incX r = setX r (Suc (getX r))"
  by (simp add: getX_def setX_def incX_def)


text \<open>\<^medskip> An alternative definition.\<close>

definition incX' :: "'a point_scheme \<Rightarrow> 'a point_scheme"
  where "incX' r = r\xpos := xpos r + 1\"


subsection \<open>Coloured points: record extension\<close>

datatype colour = Red | Green | Blue

record cpoint = point +
  colour :: colour


text \<open>
  The record declaration defines a new type constructor and abbreviations:
  @{text [display]
\<open>cpoint = \<lparr>xpos :: nat, ypos :: nat, colour :: colour\<rparr> =
  () cpoint_ext_type point_ext_type
'a cpoint_scheme = \xpos :: nat, ypos :: nat, colour :: colour, \ :: 'a\ =
  'a cpoint_ext_type point_ext_type\}
\<close>

consts foo6 :: cpoint
consts foo7 :: "\xpos :: nat, ypos :: nat, colour :: colour\"
consts foo8 :: "'a cpoint_scheme"
consts foo9 :: "\xpos :: nat, ypos :: nat, colour :: colour, \ :: 'a\"


text \<open>Functions on \<open>point\<close> schemes work for \<open>cpoints\<close> as well.\<close>

definition foo10 :: nat
  where "foo10 = getX \xpos = 2, ypos = 0, colour = Blue\"


subsubsection \<open>Non-coercive structural subtyping\<close>

text \<open>Term \<^term>\<open>foo11\<close> has type \<^typ>\<open>cpoint\<close>, not type \<^typ>\<open>point\<close> --- Great!\<close>

definition foo11 :: cpoint
  where "foo11 = setX \xpos = 2, ypos = 0, colour = Blue\ 0"


subsection \<open>Other features\<close>

text \<open>Field names contribute to record identity.\<close>

record point' =
  xpos' :: nat
  ypos' :: nat

text \<open>
  \<^noindent> May not apply \<^term>\<open>getX\<close> to @{term [source] "\<lparr>xpos' = 2, ypos' = 0\<rparr>"}
  --- type error.
\<close>

text \<open>\<^medskip> Polymorphic records.\<close>

record 'a point'' = point +
  content :: 'a

type_synonym cpoint'' = "colour point''"


text \<open>Updating a record field with an identical value is simplified.\<close>
lemma "r\xpos := xpos r\ = r"
  by simp

text \<open>Only the most recent update to a component survives simplification.\<close>
lemma "r\xpos := x, ypos := y, xpos := x'\ = r\ypos := y, xpos := x'\"
  by simp

text \<open>
  In some cases its convenient to automatically split (quantified) records.
  For this purpose there is the simproc @{ML [source] "Record.split_simproc"}
  and the tactic @{ML [source] "Record.split_simp_tac"}. The simplification
  procedure only splits the records, whereas the tactic also simplifies the
  resulting goal with the standard record simplification rules. A
  (generalized) predicate on the record is passed as parameter that decides
  whether or how `deep' to split the record. It can peek on the subterm
  starting at the quantified occurrence of the record (including the
  quantifier). The value \<^ML>\<open>0\<close> indicates no split, a value greater
  \<^ML>\<open>0\<close> splits up to the given bound of record extension and finally the
  value \<^ML>\<open>~1\<close> completely splits the record. @{ML [source]
  "Record.split_simp_tac"} additionally takes a list of equations for
  simplification and can also split fixed record variables.
\<close>

lemma "(\r. P (xpos r)) \ (\x. P x)"
  apply (tactic \<open>simp_tac (put_simpset HOL_basic_ss \<^context>
    addsimprocs [Record.split_simproc (K ~1)]) 1\<close>)
  apply simp
  done

lemma "(\r. P (xpos r)) \ (\x. P x)"
  apply (tactic \<open>Record.split_simp_tac \<^context> [] (K ~1) 1\<close>)
  apply simp
  done

lemma "(\r. P (xpos r)) \ (\x. P x)"
  apply (tactic \<open>simp_tac (put_simpset HOL_basic_ss \<^context>
    addsimprocs [Record.split_simproc (K ~1)]) 1\<close>)
  apply simp
  done

lemma "(\r. P (xpos r)) \ (\x. P x)"
  apply (tactic \<open>Record.split_simp_tac \<^context> [] (K ~1) 1\<close>)
  apply simp
  done

lemma "\r. P (xpos r) \ (\x. P x)"
  apply (tactic \<open>simp_tac (put_simpset HOL_basic_ss \<^context>
    addsimprocs [Record.split_simproc (K ~1)]) 1\<close>)
  apply auto
  done

lemma "\r. P (xpos r) \ (\x. P x)"
  apply (tactic \<open>Record.split_simp_tac \<^context> [] (K ~1) 1\<close>)
  apply auto
  done

lemma "P (xpos r) \ (\x. P x)"
  apply (tactic \<open>Record.split_simp_tac \<^context> [] (K ~1) 1\<close>)
  apply auto
  done

notepad
begin
  have "\x. P x"
    if "P (xpos r)" for P r
    apply (insert that)
    apply (tactic \<open>Record.split_simp_tac \<^context> [] (K ~1) 1\<close>)
    apply auto
    done
end

text \<open>
  The effect of simproc @{ML [source] Record.ex_sel_eq_simproc} is illustrated
  by the following lemma.\<close>

lemma "\r. xpos r = x"
  by (tactic \<open>simp_tac (put_simpset HOL_basic_ss \<^context>
    addsimprocs [Record.ex_sel_eq_simproc]) 1\<close>)


subsection \<open>A more complex record expression\<close>

record ('a, 'b, 'c) bar = bar1 :: 'a
  bar2 :: 'b
  bar3 :: 'c
  bar21 :: "'b \ 'a"
  bar32 :: "'c \ 'b"
  bar31 :: "'c \ 'a"

print_record "('a,'b,'c) bar"


subsection \<open>Some code generation\<close>

export_code foo1 foo3 foo5 foo10 checking SML

text \<open>
  Code generation can also be switched off, for instance for very large
  records:\<close>

declare [[record_codegen = false]]

record not_so_large_record =
  bar520 :: nat
  bar521 :: "nat \ nat"

declare [[record_codegen = true]]

end

¤ Dauer der Verarbeitung: 0.22 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤





Download des
Quellennavigators
Download des
sprechenden Kalenders

in der Quellcodebibliothek suchen




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.


Bot Zugriff