products/sources/formale sprachen/Coq/theories/Lists image not shown  

Quellcode-Bibliothek

© Kompilation durch diese Firma

[Weder Korrektheit noch Funktionsfähigkeit der Software werden zugesichert.]

Datei: markup.scala   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)         *)
(************************************************************************)

Require Export List.
Require Export Sorted.
Require Export Setoid Basics Morphisms.
Set Implicit Arguments.
Unset Strict Implicit.
(* Set Universe Polymorphism. *)
(** * Logical relations over lists with respect to a setoid equality
      or ordering. *)


(** This can be seen as a complement of predicate [lelistA] and [sort]
    found in [Sorting]. *)


Section Type_with_equality.
Variable A : Type.
Variable eqA : A -> A -> Prop.

(** Being in a list modulo an equality relation over type [A]. *)

Inductive InA (x : A) : list A -> Prop :=
  | InA_cons_hd : forall y l, eqA x y -> InA x (y :: l)
  | InA_cons_tl : forall y l, InA x l -> InA x (y :: l).

Hint Constructors InA : core.

(** TODO: it would be nice to have a generic definition instead
    of the previous one. Having [InA = Exists eqA] raises too
    many compatibility issues. For now, we only state the equivalence: *)


Lemma InA_altdef : forall x l, InA x l <-> Exists (eqA x) l. 
Proofsplitinduction 1; autoQed.

Lemma InA_cons : forall x y l, InA x (y::l) <-> eqA x y \/ InA x l.
Proof.
 intuition. invlist InA; auto.
Qed.

Lemma InA_nil : forall x, InA x nil <-> False.
Proof.
 intuition. invlist InA.
Qed.

(** An alternative definition of [InA]. *)

Lemma InA_alt : forall x l, InA x l <-> exists y, eqA x y /\ In y l.
Proof.
 introsrewrite InA_altdef, Exists_exists; firstorder.
Qed.

(** A list without redundancy modulo the equality over [A]. *)

Inductive NoDupA : list A -> Prop :=
  | NoDupA_nil : NoDupA nil
  | NoDupA_cons : forall x l, ~ InA x l -> NoDupA l -> NoDupA (x::l).

Hint Constructors NoDupA : core.

(** An alternative definition of [NoDupA] based on [ForallOrdPairs] *)

Lemma NoDupA_altdef : forall l,
 NoDupA l <-> ForallOrdPairs (complement eqA) l.
Proof.
 splitinduction 1; constructor; auto.
 rewrite Forall_forall. intros b Hb.
 intro Eq; elim H. rewrite InA_alt. exists b; auto.
 rewrite InA_alt; intros (a' & Haa' & Ha').
 rewrite Forall_forall in H. exact (H a' Ha' Haa').
Qed.


(** lists with same elements modulo [eqA] *)

Definition inclA l l' := forall x, InA x l -> InA x l'.
Definition equivlistA l l' := forall x, InA x l <-> InA x l'.

Lemma incl_nil l : inclA nil l.
Proofintrointrosinversion H. Qed.
Hint Resolve incl_nil : list.

(** lists with same elements modulo [eqA] at the same place *)

Inductive eqlistA : list A -> list A -> Prop :=
  | eqlistA_nil : eqlistA nil nil
  | eqlistA_cons : forall x x' l l',
      eqA x x' -> eqlistA l l' -> eqlistA (x::l) (x'::l').

Hint Constructors eqlistA : core.

(** We could also have written [eqlistA = Forall2 eqA]. *)

Lemma eqlistA_altdef : forall l l', eqlistA l l' <-> Forall2 eqA l l'.
Proofsplitinduction 1; autoQed.

(** Results concerning lists modulo [eqA] *)

Hypothesis eqA_equiv : Equivalence eqA.
Definition eqarefl := (@Equivalence_Reflexive _ _ eqA_equiv).
Definition eqatrans := (@Equivalence_Transitive _ _ eqA_equiv).
Definition eqasym := (@Equivalence_Symmetric _ _ eqA_equiv).
 
Hint Resolve eqarefl eqatrans : core.
Hint Immediate eqasym : core.

Ltac inv := invlist InA; invlist sort; invlist lelistA; invlist NoDupA.

(** First, the two notions [equivlistA] and [eqlistA] are indeed equivlances *)

Global Instance equivlist_equiv : Equivalence equivlistA.
Proof.
 firstorder.
Qed.

Global Instance eqlistA_equiv : Equivalence eqlistA.
Proof.
 constructor; red.
 induction x; auto.
 induction 1; auto.
 intros x y z H; revert z; induction H; auto.
 inversion 1; subst; auto. invlist eqlistA; eauto with *.
Qed.
(** Moreover, [eqlistA] implies [equivlistA]. A reverse result
    will be proved later for sorted list without duplicates. *)


Global Instance eqlistA_equivlistA : subrelation eqlistA equivlistA.
Proof.
  intros x x' H. induction H.
  intuition.
  redintros.
  rewrite 2 InA_cons.
  rewrite (IHeqlistA x0), H; intuition.
Qed.

(** InA is compatible with eqA (for its first arg) and with
    equivlistA (and hence eqlistA) for its second arg *)


Global Instance InA_compat : Proper (eqA==>equivlistA==>iff) InA.
Proof.
 intros x x' Hxx' l l' Hll'. rewrite (Hll' x).
 rewrite 2 InA_alt; firstorder.
Qed.

(** For compatibility, an immediate consequence of [InA_compat] *)

Lemma InA_eqA : forall l x y, eqA x y -> InA x l -> InA y l.
Proof.
 intros l x y H H'. rewrite <- H. auto.
Qed.
Hint Immediate InA_eqA : core.

Lemma In_InA : forall l x, In x l -> InA x l.
Proof.
 simple induction l; simplintuition.
 subst; auto.
Qed.
Hint Resolve In_InA : core.

Lemma InA_split : forall l x, InA x l ->
 exists l1 y l2, eqA x y /\ l = l1++y::l2.
Proof.
induction l; intros; inv.
exists (@nil A); exists a; exists l; auto.
destruct (IHl x H0) as (l1,(y,(l2,(H1,H2)))).
exists (a::l1); exists y; exists l2; auto.
splitsimpl; f_equal; auto.
Qed.

Lemma InA_app : forall l1 l2 x,
 InA x (l1 ++ l2) -> InA x l1 \/ InA x l2.
Proof.
 induction l1; simpl in *; intuition.
 inv; auto.
 elim (IHl1 l2 x H0); auto.
Qed.

Lemma InA_app_iff : forall l1 l2 x,
 InA x (l1 ++ l2) <-> InA x l1 \/ InA x l2.
Proof.
 split.
 apply InA_app.
 destruct 1; generalize H; do 2 rewrite InA_alt.
 destruct 1 as (y,(H1,H2)); exists y; splitauto.
 apply in_or_app; auto.
 destruct 1 as (y,(H1,H2)); exists y; splitauto.
 apply in_or_app; auto.
Qed.

Lemma InA_rev : forall p m,
 InA p (rev m) <-> InA p m.
Proof.
 intros; do 2 rewrite InA_alt.
 splitintros (y,H); exists y; intuition.
 rewrite In_rev; auto.
 rewrite <- In_rev; auto.
Qed.

(** Some more facts about InA *)

Lemma InA_singleton x y : InA x (y::nil) <-> eqA x y.
Proof.
 rewrite InA_cons, InA_nil; tauto.
Qed.

Lemma InA_double_head x y l :
 InA x (y :: y :: l) <-> InA x (y :: l).
Proof.
 rewrite !InA_cons; tauto.
Qed.

Lemma InA_permute_heads x y z l :
 InA x (y :: z :: l) <-> InA x (z :: y :: l).
Proof.
 rewrite !InA_cons; tauto.
Qed.

Lemma InA_app_idem x l : InA x (l ++ l) <-> InA x l.
Proof.
 rewrite InA_app_iff; tauto.
Qed.

Section NoDupA.

Lemma NoDupA_app : forall l l', NoDupA l -> NoDupA l' ->
  (forall x, InA x l -> InA x l' -> False) ->
  NoDupA (l++l').
Proof.
induction l; simplautointros.
inv.
constructor.
rewrite InA_alt; intros (y,(H4,H5)).
destruct (in_app_or _ _ _ H5).
elim H2.
rewrite InA_alt.
exists y; auto.
apply (H1 a).
auto.
rewrite InA_alt.
exists y; auto.
apply IHl; auto.
intros.
apply (H1 x); auto.
Qed.

Lemma NoDupA_rev : forall l, NoDupA l -> NoDupA (rev l).
Proof.
induction l.
simplauto.
simplintros.
inv.
apply NoDupA_app; auto.
constructor; auto.
intro; inv.
intros x.
rewrite InA_alt.
intros (x1,(H2,H3)).
intro; inv.
destruct H0.
rewrite <- H4, H2.
apply In_InA.
rewrite In_rev; auto.
Qed.

Lemma NoDupA_split : forall l l' x, NoDupA (l++x::l') -> NoDupA (l++l').
Proof.
 induction l; simpl in *; intros; inv; auto.
 constructor; eauto.
 contradict H0.
 rewrite InA_app_iff in *.
 rewrite InA_cons.
 intuition.
Qed.

Lemma NoDupA_swap : forall l l' x, NoDupA (l++x::l') -> NoDupA (x::l++l').
Proof.
 induction l; simpl in *; intros; inv; auto.
 constructor; eauto.
 assert (H2:=IHl _ _ H1).
 inv.
 rewrite InA_cons.
 reddestruct 1.
 apply H0.
 rewrite InA_app_iff in *; rewrite InA_cons; auto.
 apply H; auto.
 constructor.
 contradict H0.
 rewrite InA_app_iff in *; rewrite InA_cons; intuition.
 eapply NoDupA_split; eauto.
Qed.

Lemma NoDupA_singleton x : NoDupA (x::nil).
Proof.
 repeat constructor. inversion 1.
Qed.

End NoDupA.

Section EquivlistA.

Global Instance equivlistA_cons_proper:
 Proper (eqA ==> equivlistA ==> equivlistA) (@cons A).
Proof.
 intros ? ? E1 ? ? E2 ?; now rewrite !InA_cons, E1, E2.
Qed.

Global Instance equivlistA_app_proper:
 Proper (equivlistA ==> equivlistA ==> equivlistA) (@app A).
Proof.
 intros ? ? E1 ? ? E2 ?. now rewrite !InA_app_iff, E1, E2.
Qed.

Lemma equivlistA_cons_nil x l : ~ equivlistA (x :: l) nil.
Proof.
 intros E. now eapply InA_nil, E, InA_cons_hd.
Qed.

Lemma equivlistA_nil_eq l : equivlistA l nil -> l = nil.
Proof.
 destruct l.
 - trivial.
 - intros H. now apply equivlistA_cons_nil in H.
Qed.

Lemma equivlistA_double_head x l : equivlistA (x :: x :: l) (x :: l).
Proof.
 introapply InA_double_head.
Qed.

Lemma equivlistA_permute_heads x y l :
 equivlistA (x :: y :: l) (y :: x :: l).
Proof.
 introapply InA_permute_heads.
Qed.

Lemma equivlistA_app_idem l : equivlistA (l ++ l) l.
Proof.
 introapply InA_app_idem.
Qed.

Lemma equivlistA_NoDupA_split l l1 l2 x y : eqA x y ->
 NoDupA (x::l) -> NoDupA (l1++y::l2) ->
 equivlistA (x::l) (l1++y::l2) -> equivlistA l (l1++l2).
Proof.
 introsintro a.
 generalize (H2 a).
 rewrite !InA_app_iff, !InA_cons.
 inv.
 assert (SW:=NoDupA_swap H1). inv.
 rewrite InA_app_iff in H0.
 splitintros.
 assert (~eqA a x) by (contradict H3; rewrite <- H3; auto).
 assert (~eqA a y) by (rewrite <- H; auto).
 tauto.
 assert (OR : eqA a x \/ InA a l) by intuition. clear H6.
 destruct OR as [EQN|INA]; auto.
 elim H0.
 rewrite <-H,<-EQN; auto.
Qed.

End EquivlistA.

Section Fold.

Variable B:Type.
Variable eqB:B->B->Prop.
Variable st:Equivalence eqB.
Variable f:A->B->B.
Variable i:B.
Variable Comp:Proper (eqA==>eqB==>eqB) f.

Lemma fold_right_eqlistA :
   forall s s', eqlistA s s' ->
   eqB (fold_right f i s) (fold_right f i s').
Proof.
induction 1; simplauto with relations.
apply Comp; auto.
Qed.

(** Fold with restricted [transpose] hypothesis. *)

Section Fold_With_Restriction.
Variable R : A -> A -> Prop.
Hypothesis R_sym : Symmetric R.
Hypothesis R_compat : Proper (eqA==>eqA==>iff) R.


(*

(** [ForallOrdPairs R] is compatible with [equivlistA] over the
    lists without duplicates, as long as the relation [R]
    is symmetric and compatible with [eqA]. To prove this fact,
    we use an auxiliary notion: "forall distinct pairs, ...".
*)


Definition ForallNeqPairs :=
 ForallPairs (fun a b => ~eqA a b -> R a b).

(** [ForallOrdPairs] and [ForallNeqPairs] are related, but not completely
    equivalent. For proving one implication, we need to know that the
    list has no duplicated elements... *)


Lemma ForallNeqPairs_ForallOrdPairs : forall l, NoDupA l ->
 ForallNeqPairs l -> ForallOrdPairs R l.
Proof.
 induction l; auto.
 constructor. inv.
 rewrite Forall_forall; intros b Hb.
 apply H0; simplauto.
 contradict H1; rewrite H1; auto.
 apply IHl.
 inv; auto.
 intros b c Hb Hc Hneq.
 apply H0; simplauto.
Qed.

(** ... and for proving the other implication, we need to be able
   to reverse relation [R]. *)


Lemma ForallOrdPairs_ForallNeqPairs : forall l,
 ForallOrdPairs R l -> ForallNeqPairs l.
Proof.
 intros l Hl x y Hx Hy N.
 destruct (ForallOrdPairs_In Hl x y Hx Hy) as [H|[H|H]].
 subst; elim N; auto.
 assumption.
 apply R_sym; assumption.
Qed.

*)

(** Compatibility of [ForallOrdPairs] with respect to [inclA]. *)

Lemma ForallOrdPairs_inclA : forall l l',
 NoDupA l' -> inclA l' l -> ForallOrdPairs R l -> ForallOrdPairs R l'.
Proof.
induction l' as [|x l' IH].
constructor.
intros ND Incl FOP. apply FOP_cons; inv; unfold inclA in *; auto.
rewrite Forall_forall; intros y Hy.
assert (Ix : InA x (x::l')) by (rewrite InA_cons; auto).
 apply Incl in Ix. rewrite InA_alt in Ix. destruct Ix as (x' & Hxx' & Hx').
assert (Iy : InA y (x::l')) by (apply In_InA; simplauto).
 apply Incl in Iy. rewrite InA_alt in Iy. destruct Iy as (y' & Hyy' & Hy').
rewrite Hxx', Hyy'.
destruct (ForallOrdPairs_In FOP x' y' Hx' Hy') as [E|[?|?]]; auto.
absurd (InA x l'); autorewrite Hxx', E, <- Hyy'; auto.
Qed.


(** Two-argument functions that allow to reorder their arguments. *)
Definition transpose (f : A -> B -> B) :=
  forall (x y : A) (z : B), eqB (f x (f y z)) (f y (f x z)).

(** A version of transpose with restriction on where it should hold *)
Definition transpose_restr (R : A -> A -> Prop)(f : A -> B -> B) :=
  forall (x y : A) (z : B), R x y -> eqB (f x (f y z)) (f y (f x z)).

Variable TraR :transpose_restr R f.

Lemma fold_right_commutes_restr :
  forall s1 s2 x, ForallOrdPairs R (s1++x::s2) ->
  eqB (fold_right f i (s1++x::s2)) (f x (fold_right f i (s1++s2))).
Proof.
induction s1; simplautointros.
reflexivity.
transitivity (f a (f x (fold_right f i (s1++s2)))).
apply Comp; auto.
apply IHs1.
invlist ForallOrdPairs; auto.
apply TraR.
invlist ForallOrdPairs; auto.
rewrite Forall_forall in H0; apply H0.
apply in_or_app; simplauto.
Qed.

Lemma fold_right_equivlistA_restr :
  forall s s', NoDupA s -> NoDupA s' -> ForallOrdPairs R s ->
  equivlistA s s' -> eqB (fold_right f i s) (fold_right f i s').
Proof.
 simple induction s.
 destruct s'; simpl.
 introsreflexivity.
 unfold equivlistA; intros.
 destruct (H2 a).
 assert (InA a nil) by auto; inv.
 intros x l Hrec s' N N' F E; simpl in *.
 assert (InA x s') by (rewrite <- (E x); auto).
 destruct (InA_split H) as (s1,(y,(s2,(H1,H2)))).
 subst s'.
 transitivity (f x (fold_right f i (s1++s2))).
 apply Comp; auto.
 apply Hrec; auto.
 inv; auto.
 eapply NoDupA_split; eauto.
 invlist ForallOrdPairs; auto
 eapply equivlistA_NoDupA_split; eauto.
 transitivity (f y (fold_right f i (s1++s2))).
 apply Comp; autoreflexivity.
 symmetryapply fold_right_commutes_restr.
 apply ForallOrdPairs_inclA with (x::l); auto.
  redintrosrewrite E; auto.
Qed.

Lemma fold_right_add_restr :
  forall s' s x, NoDupA s -> NoDupA s' -> ForallOrdPairs R s' -> ~ InA x s ->
  equivlistA s' (x::s) -> eqB (fold_right f i s') (f x (fold_right f i s)).
Proof.
 introsapply (@fold_right_equivlistA_restr s' (x::s)); auto.
Qed.

End Fold_With_Restriction.

(** we now state similar results, but without restriction on transpose. *)

Variable Tra :transpose f.

Lemma fold_right_commutes : forall s1 s2 x,
  eqB (fold_right f i (s1++x::s2)) (f x (fold_right f i (s1++s2))).
Proof.
induction s1; simplautointros.
reflexivity.
transitivity (f a (f x (fold_right f i (s1++s2)))); auto.
apply Comp; auto.
Qed.

Lemma fold_right_equivlistA :
  forall s s', NoDupA s -> NoDupA s' ->
  equivlistA s s' -> eqB (fold_right f i s) (fold_right f i s').
Proof.
introsapply fold_right_equivlistA_restr with (R:=fun _ _ => True);
 repeat redauto.
apply ForallPairs_ForallOrdPairs; try redauto.
Qed.

Lemma fold_right_add :
  forall s' s x, NoDupA s -> NoDupA s' -> ~ InA x s ->
  equivlistA s' (x::s) -> eqB (fold_right f i s') (f x (fold_right f i s)).
Proof.
 introsapply (@fold_right_equivlistA s' (x::s)); auto.
Qed.

End Fold.


Section Fold2.

Variable B:Type.
Variable eqB:B->B->Prop.
Variable st:Equivalence eqB.
Variable f:A->B->B.
Variable Comp:Proper (eqA==>eqB==>eqB) f.


Lemma fold_right_eqlistA2 :
  forall s s' (i j:B) (heqij: eqB i j) (heqss': eqlistA s s'),
  eqB (fold_right f i s) (fold_right f j s').
Proof.
  intros s.
  induction s;intros.
  - inversion heqss'.
    subst.
    simpl.
    assumption.
  - inversion heqss'.
    subst.
    simpl.
    apply Comp.
    + assumption.
    + apply IHs;assumption.
Qed.

Section Fold2_With_Restriction.

Variable R : A -> A -> Prop.
Hypothesis R_sym : Symmetric R.
Hypothesis R_compat : Proper (eqA==>eqA==>iff) R.

(** Two-argument functions that allow to reorder their arguments. *)
Definition transpose2 (f : A -> B -> B) :=
  forall (x y : A) (z z': B), eqB z z' -> eqB (f x (f y z)) (f y (f x z')).

(** A version of transpose with restriction on where it should hold *)
Definition transpose_restr2 (R : A -> A -> Prop)(f : A -> B -> B) :=
  forall (x y : A) (z z': B), R x y -> eqB z z' -> eqB (f x (f y z)) (f y (f x z')).

Variable TraR :transpose_restr2 R f.

Lemma fold_right_commutes_restr2 :
  forall s1 s2 x (i j:B) (heqij: eqB i j), ForallOrdPairs R (s1++x::s2) ->
  eqB (fold_right f i (s1++x::s2)) (f x (fold_right f j (s1++s2))).
Proof.
induction s1; simplautointros.
apply Comp.
  + destruct eqA_equiv. apply Equivalence_Reflexive.
  + eapply fold_right_eqlistA2.
    * assumption.
    * reflexivity.
- transitivity (f a (f x (fold_right f j (s1++s2)))).
  apply Comp; auto.
  eapply IHs1.
  assumption.
  invlist ForallOrdPairs; auto.
  apply TraR.
  invlist ForallOrdPairs; auto.
  rewrite Forall_forall in H0; apply H0.
  apply in_or_app; simplauto.
  reflexivity.
Qed.

Lemma fold_right_equivlistA_restr2 :
  forall s s' i j,
    NoDupA s -> NoDupA s' -> ForallOrdPairs R s ->
    equivlistA s s' -> eqB i j ->
    eqB (fold_right f i s) (fold_right f j s').
Proof.
 simple induction s.
 destruct s'; simpl.
 intros. assumption.
 unfold equivlistA; intros.
 destruct (H2 a).
 assert (InA a nil) by auto; inv.
 intros x l Hrec s' i j N N' F E eqij; simpl in *.
 assert (InA x s') by (rewrite <- (E x); auto).
 destruct (InA_split H) as (s1,(y,(s2,(H1,H2)))).
 subst s'.
 transitivity (f x (fold_right f j (s1++s2))).
 - apply Comp; auto.
   apply Hrec; auto.
   inv; auto.
   eapply NoDupA_split; eauto.
   invlist ForallOrdPairs; auto.
   eapply equivlistA_NoDupA_split; eauto.
 - transitivity (f y (fold_right f i (s1++s2))).
   + apply Comp; auto.
     symmetry.
     apply fold_right_eqlistA2.
     * assumption.
     * reflexivity.
   + symmetry.
     apply fold_right_commutes_restr2.
     symmetry.
     assumption.
     apply ForallOrdPairs_inclA with (x::l); auto.
     redintrosrewrite E; auto.
Qed.

Lemma fold_right_add_restr2 :
  forall s' s i j x, NoDupA s -> NoDupA s' -> eqB i j -> ForallOrdPairs R s' -> ~ InA x s ->
  equivlistA s' (x::s) -> eqB (fold_right f i s') (f x (fold_right f j s)).
Proof.
 introsapply (@fold_right_equivlistA_restr2 s' (x::s) i j); auto.
Qed.

End Fold2_With_Restriction.

Variable Tra :transpose2 f.

Lemma fold_right_commutes2 : forall s1 s2 i x x',
  eqA x x' -> 
  eqB (fold_right f i (s1++x::s2)) (f x' (fold_right f i (s1++s2))).
Proof.
  induction s1;simpl;intros.
apply Comp;auto.
  reflexivity.
- transitivity (f a (f x' (fold_right f i (s1++s2)))); auto.
  + apply Comp;auto.
  + apply Tra.
    reflexivity.
Qed.

Lemma fold_right_equivlistA2 :
  forall s s' i j, NoDupA s -> NoDupA s' -> eqB i j ->
  equivlistA s s' -> eqB (fold_right f i s) (fold_right f j s').
Proof.
red in Tra.
introsapply fold_right_equivlistA_restr2 with (R:=fun _ _ => True);
repeat redauto.
apply ForallPairs_ForallOrdPairs; try redauto.
Qed.

Lemma fold_right_add2 :
  forall s' s i j x, NoDupA s -> NoDupA s' -> eqB i j -> ~ InA x s ->
  equivlistA s' (x::s) -> eqB (fold_right f i s') (f x (fold_right f j s)).
Proof.
 intros.
 replace (f x (fold_right f j s)) with (fold_right f j (x::s)) by auto.
 eapply fold_right_equivlistA2;auto
Qed.

End Fold2.

Section Remove.

Hypothesis eqA_dec : forall x y : A, {eqA x y}+{~(eqA x y)}.

Lemma InA_dec : forall x l, { InA x l } + { ~ InA x l }.
Proof.
induction l.
rightauto.
intro; inv.
destruct (eqA_dec x a).
leftauto.
destruct IHl.
leftauto.
rightintro; inv; contradiction.
Defined.

Fixpoint removeA (x : A) (l : list A) : list A :=
  match l with
    | nil => nil
    | y::tl => if (eqA_dec x y) then removeA x tl else y::(removeA x tl)
  end.

Lemma removeA_filter : forall x l,
  removeA x l = filter (fun y => if eqA_dec x y then false else true) l.
Proof.
induction l; simplauto.
destruct (eqA_dec x a); auto.
rewrite IHl; auto.
Qed.

Lemma removeA_InA : forall l x y, InA y (removeA x l) <-> InA y l /\ ~eqA x y.
Proof.
induction l; simplauto.
split.
intro; inv.
destruct 1; inv.
intros.
destruct (eqA_dec x a) as [Heq|Hnot]; simplauto.
rewrite IHl; splitdestruct 1; splitauto.
inv; auto.
destruct H0; transitivity a; auto.
split.
intro; inv.
splitauto.
contradict Hnot.
transitivity y; auto.
rewrite (IHl x y) in H0; destruct H0; auto.
destruct 1; inv; auto.
rightrewrite IHl; auto.
Qed.

Lemma removeA_NoDupA :
  forall s x, NoDupA s ->  NoDupA (removeA x s).
Proof.
simple induction s; simplintros.
auto.
inv.
destruct (eqA_dec x a); simplauto.
constructor; auto.
rewrite removeA_InA.
intuition.
Qed.

Lemma removeA_equivlistA : forall l l' x,
  ~InA x l -> equivlistA (x :: l) l' -> equivlistA l (removeA x l').
Proof.
unfold equivlistA; intros.
rewrite removeA_InA.
splitintros.
rewrite <- H0; splitauto.
contradict H.
apply InA_eqA with x0; auto.
rewrite <- (H0 x0) in H1.
destruct H1.
inv; auto.
elim H2; auto.
Qed.

End Remove.



(** Results concerning lists modulo [eqA] and [ltA] *)

Variable ltA : A -> A -> Prop.
Hypothesis ltA_strorder : StrictOrder ltA.
Hypothesis ltA_compat : Proper (eqA==>eqA==>iff) ltA.

Let sotrans := (@StrictOrder_Transitive _ _ ltA_strorder).

Hint Resolve sotrans : core.

Notation InfA:=(lelistA ltA).
Notation SortA:=(sort ltA).

Hint Constructors lelistA sort : core.

Lemma InfA_ltA :
 forall l x y, ltA x y -> InfA y l -> InfA x l.
Proof.
 destruct l; constructor. inv; eauto.
Qed.

Global Instance InfA_compat : Proper (eqA==>eqlistA==>iff) InfA.
Proof using eqA_equiv ltA_compat. (* and not ltA_strorder *)
 intros x x' Hxx' l l' Hll'.
 inversion_clear Hll'.
 intuition.
 splitintro; inv; constructor.
 rewrite <- Hxx', <- H; auto.
 rewrite Hxx', H; auto.
Qed.

(** For compatibility, can be deduced from [InfA_compat] *)
Lemma InfA_eqA l x y : eqA x y -> InfA y l -> InfA x l.
Proof using eqA_equiv ltA_compat.
 intros H; now rewrite H.
Qed.
Hint Immediate InfA_ltA InfA_eqA : core.

Lemma SortA_InfA_InA :
 forall l x a, SortA l -> InfA a l -> InA x l -> ltA a x.
Proof.
 simple induction l.
 intros. inv.
 intros. inv.
 setoid_replace x with a; auto.
 eauto.
Qed.

Lemma In_InfA :
 forall l x, (forall y, In y l -> ltA x y) -> InfA x l.
Proof.
 simple induction l; simplintros; constructor; auto.
Qed.

Lemma InA_InfA :
 forall l x, (forall y, InA y l -> ltA x y) -> InfA x l.
Proof.
 simple induction l; simplintros; constructor; auto.
Qed.

(* In fact, this may be used as an alternative definition for InfA: *)

Lemma InfA_alt :
 forall l x, SortA l -> (InfA x l <-> (forall y, InA y l -> ltA x y)).
Proof.
split.
intros; eapply SortA_InfA_InA; eauto.
apply InA_InfA.
Qed.

Lemma InfA_app : forall l1 l2 a, InfA a l1 -> InfA a l2 -> InfA a (l1++l2).
Proof.
 induction l1; simplauto.
 intros; inv; auto.
Qed.

Lemma SortA_app :
 forall l1 l2, SortA l1 -> SortA l2 ->
 (forall x y, InA x l1 -> InA y l2 -> ltA x y) ->
 SortA (l1 ++ l2).
Proof.
 induction l1; simpl in *; intuition.
 inv.
 constructor; auto.
 apply InfA_app; auto.
 destruct l2; auto.
Qed.

Lemma SortA_NoDupA : forall l, SortA l -> NoDupA l.
Proof.
 simple induction l; auto.
 intros x l' H H0.
 inv.
 constructor; auto.
 intro.
 apply (StrictOrder_Irreflexive x).
 eapply SortA_InfA_InA; eauto.
Qed.


(** Some results about [eqlistA] *)

Section EqlistA.

Lemma eqlistA_length : forall l l', eqlistA l l' -> length l = length l'.
Proof.
induction 1; autosimpl; congruence.
Qed.

Global Instance app_eqlistA_compat :
 Proper (eqlistA==>eqlistA==>eqlistA) (@app A).
Proof.
 repeat redinduction 1; simplauto.
Qed.

(** For compatibility, can be deduced from app_eqlistA_compat **)
Lemma eqlistA_app : forall l1 l1' l2 l2',
   eqlistA l1 l1' -> eqlistA l2 l2' -> eqlistA (l1++l2) (l1'++l2').
Proof.
intros l1 l1' l2 l2' H H'; rewrite H, H'; reflexivity.
Qed.

Lemma eqlistA_rev_app : forall l1 l1',
   eqlistA l1 l1' -> forall l2 l2', eqlistA l2 l2' ->
   eqlistA ((rev l1)++l2) ((rev l1')++l2').
Proof.
induction 1; auto.
simplintros.
do 2 rewrite app_ass; simplauto.
Qed.

Global Instance rev_eqlistA_compat : Proper (eqlistA==>eqlistA) (@rev A).
Proof.
repeat redintros.
rewrite <- (app_nil_r (rev x)), <- (app_nil_r (rev y)).
apply eqlistA_rev_app; auto.
Qed.

Lemma eqlistA_rev : forall l1 l1',
   eqlistA l1 l1' -> eqlistA (rev l1) (rev l1').
Proof.
apply rev_eqlistA_compat.
Qed.

Lemma SortA_equivlistA_eqlistA : forall l l',
   SortA l -> SortA l' -> equivlistA l l' -> eqlistA l l'.
Proof.
induction l; destruct l'; simplintrosauto.
destruct (H1 a); assert (InA a nil) by auto; inv.
destruct (H1 a); assert (InA a nil) by auto; inv.
inv.
assert (forall y, InA y l -> ltA a y).
intros; eapply SortA_InfA_InA with (l:=l); eauto.
assert (forall y, InA y l' -> ltA a0 y).
intros; eapply SortA_InfA_InA with (l:=l'); eauto.
clear H3 H4.
assert (eqA a a0).
 destruct (H1 a).
 destruct (H1 a0).
 assert (InA a (a0::l')) by auto. inv; auto.
 assert (InA a0 (a::l)) by auto. inv; auto.
 elim (StrictOrder_Irreflexive a); eauto.
constructor; auto.
apply IHl; auto.
splitintros.
destruct (H1 x).
assert (InA x (a0::l')) by auto. inv; auto.
rewrite H9,<-H3 in H4. elim (StrictOrder_Irreflexive a); eauto.
destruct (H1 x).
assert (InA x (a::l)) by auto. inv; auto.
rewrite H9,H3 in H4. elim (StrictOrder_Irreflexive a0); eauto.
Qed.

End EqlistA.

(** A few things about [filter] *)

Section Filter.

Lemma filter_sort : forall f l, SortA l -> SortA (List.filter f l).
Proof.
induction l; simplauto.
intros; inv; auto.
destruct (f a); auto.
constructor; auto.
apply In_InfA; auto.
intros.
rewrite filter_In in H; destruct H.
eapply SortA_InfA_InA; eauto.
Qed.
Arguments eq {A} x _.

Lemma filter_InA : forall f, Proper (eqA==>eq) f ->
 forall l x, InA x (List.filter f l) <-> InA x l /\ f x = true.
Proof.
clear sotrans ltA ltA_strorder ltA_compat.
intros; do 2 rewrite InA_alt; intuition.
destruct H0 as (y,(H0,H1)); rewrite filter_In in H1; exists y; intuition.
destruct H0 as (y,(H0,H1)); rewrite filter_In in H1; intuition.
  rewrite (H _ _ H0); auto.
destruct H1 as (y,(H0,H1)); exists y; rewrite filter_In; intuition.
  rewrite <- (H _ _ H0); auto.
Qed.

Lemma filter_split :
 forall f, (forall x y, f x = true -> f y = false -> ltA x y) ->
 forall l, SortA l -> l = filter f l ++ filter (fun x=>negb (f x)) l.
Proof.
induction l; simplintrosauto.
inv.
rewrite IHl at 1; auto.
case_eq (f a); simplintrosauto.
assert (forall e, In e l -> f e = false).
  intros.
  assert (H4:=SortA_InfA_InA H1 H2 (In_InA H3)).
  case_eq (f e); simplintrosauto.
  elim (StrictOrder_Irreflexive e).
  transitivity a; auto.
replace (List.filter f l) with (@nil A); auto.
generalize H3; clear; induction l; simplauto.
case_eq (f a); autointros.
rewrite H3 in H; autotry discriminate.
Qed.

End Filter.
End Type_with_equality.

Hint Constructors InA eqlistA NoDupA sort lelistA : core.

Arguments equivlistA_cons_nil {A} eqA {eqA_equiv} x l _.
Arguments equivlistA_nil_eq {A} eqA {eqA_equiv} l _.

Section Find.

Variable A B : Type.
Variable eqA : A -> A -> Prop.
Hypothesis eqA_equiv : Equivalence eqA.
Hypothesis eqA_dec : forall x y : A, {eqA x y}+{~(eqA x y)}.

Fixpoint findA (f : A -> bool) (l:list (A*B)) : option B :=
 match l with
  | nil => None
  | (a,b)::l => if f a then Some b else findA f l
 end.

Lemma findA_NoDupA :
 forall l a b,
 NoDupA (fun p p' => eqA (fst p) (fst p')) l ->
 (InA (fun p p' => eqA (fst p) (fst p') /\ snd p = snd p') (a,b) l <->
  findA (fun a' => if eqA_dec a a' then true else false) l = Some b).
Proof.
set (eqk := fun p p' : A*B => eqA (fst p) (fst p')).
set (eqke := fun p p' : A*B => eqA (fst p) (fst p') /\ snd p = snd p').
induction l; introssimpl.
splitintrostry discriminate.
invlist InA.
destruct a as (a',b'); rename a0 into a.
invlist NoDupA.
splitintros.
invlist InA.
compute in H2; destruct H2. subst b'.
destruct (eqA_dec a a'); intuition.
destruct (eqA_dec a a') as [HeqA|]; simpl.
contradict H0.
revert HeqA H2; clear - eqA_equiv.
induction l.
intros; invlist InA.
intros; invlist InA; auto.
destruct a0.
compute in H; destruct H.
subst b.
leftauto.
compute.
transitivity a; autosymmetryauto.
rewrite <- IHl; auto.
destruct (eqA_dec a a'); simpl in *.
leftsplitsimpl; congruence.
rightrewrite IHl; auto.
Qed.

End Find.

(** Compatibility aliases. [Proper] is rather to be used directly now.*)

Definition compat_bool {A} (eqA:A->A->Prop)(f:A->bool) :=
 Proper (eqA==>Logic.eq) f.

Definition compat_nat {A} (eqA:A->A->Prop)(f:A->nat) :=
 Proper (eqA==>Logic.eq) f.

Definition compat_P {A} (eqA:A->A->Prop)(P:A->Prop) :=
 Proper (eqA==>impl) P.

Definition compat_op {A B} (eqA:A->A->Prop)(eqB:B->B->Prop)(f:A->B->B) :=
 Proper (eqA==>eqB==>eqB) f.

¤ Dauer der Verarbeitung: 0.35 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