products/Sources/formale Sprachen/Isabelle/HOL/Imperative_HOL/ex image not shown  

Quellcode-Bibliothek

© Kompilation durch diese Firma

[Weder Korrektheit noch Funktionsfähigkeit der Software werden zugesichert.]

Datei: Imperative_Reverse.thy   Sprache: Isabelle

Original von: Isabelle©

(*  Title:      HOL/Imperative_HOL/ex/Imperative_Reverse.thy
    Author:     Lukas Bulwahn, TU Muenchen
*)


section \<open>An imperative in-place reversal on arrays\<close>

theory Imperative_Reverse
imports Subarray "../Imperative_HOL"
begin

fun swap :: "'a::heap array \ nat \ nat \ unit Heap" where
  "swap a i j = do {
     x \<leftarrow> Array.nth a i;
     y \<leftarrow> Array.nth a j;
     Array.upd i y a;
     Array.upd j x a;
     return ()
   }"

fun rev :: "'a::heap array \ nat \ nat \ unit Heap" where
  "rev a i j = (if (i < j) then do {
     swap a i j;
     rev a (i + 1) (j - 1)
   }
   else return ())"

declare swap.simps [simp del] rev.simps [simp del]

lemma swap_pointwise: assumes "effect (swap a i j) h h' r"
  shows "Array.get h' a ! k = (if k = i then Array.get h a ! j
      else if k = j then Array.get h a ! i
      else Array.get h a ! k)"
using assms unfolding swap.simps
by (elim effect_elims)
 (auto simp: length_def)

lemma rev_pointwise: assumes "effect (rev a i j) h h' r"
  shows "Array.get h' a ! k = (if k < i then Array.get h a ! k
      else if j < k then Array.get h a ! k
      else Array.get h a ! (j - (k - i)))" (is "?P a i j h h'")
using assms proof (induct a i j arbitrary: h h' rule: rev.induct)
  case (1 a i j h h'')
  thus ?case
  proof (cases "i < j")
    case True
    with 1[unfolded rev.simps[of a i j]]
    obtain h' where
      swp: "effect (swap a i j) h h' ()"
      and rev: "effect (rev a (i + 1) (j - 1)) h' h'' ()"
      by (auto elim: effect_elims)
    from rev 1 True
    have eq: "?P a (i + 1) (j - 1) h' h''" by auto

    have "k < i \ i = k \ (i < k \ k < j) \ j = k \ j < k" by arith
    with True show ?thesis
      by (elim disjE) (auto simp: eq swap_pointwise[OF swp])
  next
    case False
    with 1[unfolded rev.simps[of a i j]]
    show ?thesis
      by (cases "k = j") (auto elim: effect_elims)
  qed
qed

lemma rev_length:
  assumes "effect (rev a i j) h h' r"
  shows "Array.length h a = Array.length h' a"
using assms
proof (induct a i j arbitrary: h h' rule: rev.induct)
  case (1 a i j h h'')
  thus ?case
  proof (cases "i < j")
    case True
    with 1[unfolded rev.simps[of a i j]]
    obtain h' where
      swp: "effect (swap a i j) h h' ()"
      and rev: "effect (rev a (i + 1) (j - 1)) h' h'' ()"
      by (auto elim: effect_elims)
    from swp rev 1 True show ?thesis
      unfolding swap.simps
      by (elim effect_elims) fastforce
  next
    case False
    with 1[unfolded rev.simps[of a i j]]
    show ?thesis
      by (auto elim: effect_elims)
  qed
qed

lemma rev2_rev': assumes "effect (rev a i j) h h' u"
  assumes "j < Array.length h a"
  shows "subarray i (j + 1) a h' = List.rev (subarray i (j + 1) a h)"
proof - 
  {
    fix k
    assume "k < Suc j - i"
    with rev_pointwise[OF assms(1)] have "Array.get h' a ! (i + k) = Array.get h a ! (j - k)"
      by auto
  } 
  with assms(2) rev_length[OF assms(1)] show ?thesis
  unfolding subarray_def Array.length_def
  by (auto simp add: length_nths' rev_nth min_def nth_nths' intro!: nth_equalityI)
qed

lemma rev2_rev: 
  assumes "effect (rev a 0 (Array.length h a - 1)) h h' u"
  shows "Array.get h' a = List.rev (Array.get h a)"
  using rev2_rev'[OF assms] rev_length[OF assms] assms
    by (cases "Array.length h a = 0", auto simp add: Array.length_def
      subarray_def rev.simps[where j=0] elim!: effect_elims)
  (drule sym[of "List.length (Array.get h a)"], simp)

definition "example = (Array.make 10 id \ (\a. rev a 0 9))"

export_code example checking SML SML_imp OCaml? OCaml_imp? Haskell? Scala Scala_imp

end


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.1 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