products/sources/formale sprachen/PVS/structures image not shown  

Quellcode-Bibliothek

© Kompilation durch diese Firma

[Weder Korrektheit noch Funktionsfähigkeit der Software werden zugesichert.]

Datei: for_iterate.pvs   Sprache: PVS

Original von: 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


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.25 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