]> matita.cs.unibo.it Git - fireball-separation.git/blob - ocaml/lambda4.ml
Removed lambda3 + Fixed lambda4
[fireball-separation.git] / ocaml / lambda4.ml
1 open Util
2 open Util.Vars
3 open Pure
4 open Num
5
6 let bomb = ref(`Var ~-1);;
7
8 type problem =
9  { freshno: int
10  ; div: i_var option (* None = bomb *)
11  ; conv: i_n_var list (* the inerts that must converge *)
12  ; ps: i_n_var list (* the n-th inert must become n *)
13  ; sigma: (int * nf) list (* the computed substitution *)
14  ; deltas: (int * nf) list ref list (* collection of all branches *)
15  }
16
17
18 (* let heads = Util.sort_uniq (List.map hd_of_i_var p.ps) in
19 for all head
20   List.map (fun (_, bs) -> List.map (fun (x,_) -> List.nth p.ps x) !bs) p.deltas *)
21
22 (* let ($) f x = f x;; *)
23
24 let subterms tms freshno =
25  let apply_var =
26   let no = ref freshno in
27   function t -> incr no; mk_app t (`Var !no) in
28  let applicative hd args = snd (
29     List.fold_left (fun (hd, acc) t -> let hd = mk_app hd t in hd, hd::acc) (hd, []) args) in
30  let rec aux t = match t with
31  | `Var _ -> []
32  | `I(v,ts) ->
33     (* applicative (`Var v) (Listx.to_list ts) @  *)
34      Util.concat_map aux (Listx.to_list ts) @ List.map apply_var (Listx.to_list ts)
35  | `Lam(_,_,t) -> aux (lift ~-1 t)
36  | `Match(u,_,bs_lift,bs,args) ->
37     aux (u :> nf) @
38      (* applicative (`Match(u,bs_lift,bs,[])) args @ *)
39       Util.concat_map aux args @ List.map apply_var args
40       (* @ Util.concat_map (aux ++ (lift bs_lift) ++ snd) !bs *)
41  | `N _ -> []
42  in let tms' = (* Util.sort_uniq ~compare:eta_compare*) (Util.concat_map aux tms) in
43  tms @ tms'
44  (* List.map (fun (t, v) -> match t with `N _ -> t | _ -> mk_app t v) (List.combine tms (List.mapi (fun i _ -> `Var(freshno+i)) tms)) *)
45 ;;
46
47 let all_terms p =
48 (match p.div with None -> [] | Some t -> [(t :> i_n_var)])
49 @ p.conv
50 @ p.ps
51 ;;
52
53 let problem_measure p = 0 ;;
54
55 let print_problem label ({freshno; div; conv; ps; deltas} as p) =
56  Console.print_hline ();
57  prerr_endline ("\n||||| Displaying problem: " ^ label ^ " |||||");
58  let nl = "\n| " in
59  let deltas = String.concat nl (List.map (fun r -> String.concat " <> " (List.map (fun (i,_) -> string_of_int i) !r)) deltas) in
60  let l = Array.to_list (Array.init (freshno + 1) string_of_var) in
61     nl ^ "measure="^string_of_int(problem_measure p)^" freshno = " ^ string_of_int freshno
62  ^ nl ^ "\b> DISCRIMINATING SETS (deltas)"
63  ^ nl ^ deltas ^ (if deltas = "" then "" else nl)
64  ^ "\b> DIVERGENT" ^ nl
65  ^ "*: " ^ (match div with None -> "*" | Some div -> print ~l (div :> nf)) ^ "\n| "
66  ^ "\b> CONVERGENT" ^ nl
67  ^ String.concat "\n| " (List.map (fun t -> "_: " ^ (if t = `N (-1) then "_" else print ~l (t :> nf))) conv) ^
68  (if conv = [] then "" else "\n| ")
69  ^ "\b> NUMERIC" ^ nl
70  ^ String.concat "\n| " (List.mapi (fun i t -> string_of_int i ^ ": " ^ print ~l (t :> nf)) ps)
71  ^ nl
72 ;;
73
74
75 let failwithProblem p reason =
76  print_endline (print_problem "FAIL" p);
77  failwith reason
78 ;;
79
80 let make_fresh_var p =
81  let freshno = p.freshno + 1 in
82  {p with freshno}, `Var freshno
83 ;;
84
85 let make_fresh_vars p m =
86  Array.fold_left
87   (* fold_left vs. fold_right hides/shows the bug in problem q7 *)
88   (fun (p, vars) _ -> let p, var = make_fresh_var p in p, var::vars)
89   (p, [])
90   (Array.make m ())
91 ;;
92
93 let simple_expand_match ps =
94   let rec aux level = function
95   | #i_num_var as t -> aux_i_num_var level t
96   | `Lam(b,ar,t) -> `Lam(b,ar,aux (level+1) t)
97   and aux_i_num_var level = function
98   | `Match(u,ar,bs_lift,bs,args) as torig ->
99     let u = aux_i_num_var level u in
100     bs := List.map (fun (n, x) -> n, aux 0 x) !bs;
101     (try
102        (match u with
103          | #i_n_var as u ->
104             let i = index_of (lift (-level) u) (ps :> nf list) (* can raise Not_found *)
105             in let t = mk_match (`N i) ar bs_lift bs args in
106             if t <> torig then
107             aux level (t :> nf)
108            else raise Not_found
109          | _ -> raise Not_found)
110       with Not_found ->
111        `Match(cast_to_i_num_var u,ar,bs_lift,bs,List.map (aux level) args))
112   | `I(k,args) -> `I(k,Listx.map (aux level) args)
113   | `N _ | `Var _ as t -> t
114 in aux_i_num_var 0;;
115
116 let fixpoint f =
117  let rec aux x = let x' = f x in if x <> x' then aux x' else x in aux
118 ;;
119
120 let rec super_simplify_ps ps =
121  fixpoint (List.map (cast_to_i_num_var ++ (simple_expand_match ps)))
122 ;;
123
124 let super_simplify ({div; ps; conv} as p) =
125   let ps = super_simplify_ps p.ps (p.ps :> i_num_var list) in
126   let conv = super_simplify_ps ps (p.conv :> i_num_var list) in
127   let div = option_map (fun div ->
128    let divs = super_simplify_ps p.ps ([div] :> i_num_var list) in
129     List.hd divs) div in
130   {p with div=option_map cast_to_i_var div; ps=List.map cast_to_i_n_var ps; conv=List.map cast_to_i_n_var conv}
131
132 exception ExpandedToLambda;;
133
134 let subst_in_problem x inst ({freshno; div; conv; ps; sigma} as p) =
135  let len_ps = List.length ps in
136 (*(let l = Array.to_list (Array.init (freshno + 1) string_of_var) in
137 prerr_endline ("# INST0: " ^ string_of_var x ^ " := " ^ print ~l inst));*)
138  let rec aux ((freshno,acc_ps,acc_new_ps) as acc) =
139   function
140   | [] -> acc
141   | t::todo_ps ->
142 (*prerr_endline ("EXPAND t:" ^ print (t :> nf));*)
143      let t = subst false x inst (t :> nf) in
144 (*prerr_endline ("SUBSTITUTED t:" ^ print (t :> nf));*)
145      let freshno,new_t,acc_new_ps =
146       expand_match (freshno,acc_ps@`Var(max_int/3)::todo_ps,acc_new_ps) t
147      in
148       aux (freshno,acc_ps@[new_t],acc_new_ps) todo_ps
149
150   (* cut&paste from aux above *)
151   and aux' ps ((freshno,acc_conv,acc_new_ps) as acc) =
152    function
153    | [] -> acc
154    | t::todo_conv ->
155 (*prerr_endline ("EXPAND t:" ^ print (t :> nf));*)
156       (* try *)
157        let t = subst false x inst (t :> nf) in
158 (*prerr_endline ("SUBSTITUTED t:" ^ print (t :> nf));*)
159        let freshno,new_t,acc_new_ps =
160         expand_match (freshno,ps,acc_new_ps) t
161        in
162         aux' ps (freshno,acc_conv@[new_t],acc_new_ps) todo_conv
163       (* with ExpandedToLambda -> aux' ps (freshno,acc_conv@[`N(-1)],acc_new_ps) todo_conv *)
164
165   (* cut&paste from aux' above *)
166   and aux'' ps (freshno,acc_new_ps) =
167    function
168    | None -> freshno, None, acc_new_ps
169    | Some t ->
170       let t = subst false x inst (t :> nf) in
171       let freshno,new_t,acc_new_ps =
172        expand_match (freshno,ps,acc_new_ps) t
173       in
174        freshno,Some new_t,acc_new_ps
175
176   and expand_match ((freshno,acc_ps,acc_new_ps) as acc) t =
177    match t with
178    | `Match(u',ar,bs_lift,bs,args) ->
179         let freshno,u,acc_new_ps = expand_match acc (u' :> nf) in
180         let acc_new_ps,i =
181          match u with
182          | `N i -> acc_new_ps,i
183          | _ ->
184             let ps = List.map (fun t -> cast_to_i_num_var (subst false x inst (t:> nf))) (acc_ps@acc_new_ps) in
185             let super_simplified_ps = super_simplify_ps ps ps in
186 (*prerr_endline ("CERCO u:" ^ print (fst u :> nf));
187 List.iter (fun x -> prerr_endline ("IN: " ^ print (fst x :> nf))) ps;
188 List.iter (fun x -> prerr_endline ("IN2: " ^ print (fst x :> nf))) super_simplified_ps;*)
189             match index_of_opt ~eq:eta_eq super_simplified_ps u with
190                Some i -> acc_new_ps, i
191              | None -> acc_new_ps@[u], len_ps + List.length acc_new_ps
192         in
193          let freshno=
194           if List.exists (fun (j,_) -> i=j) !bs then
195            freshno
196           else
197            let freshno,v = freshno+1, `Var (freshno+1) in (* make_fresh_var freshno in *)
198            bs := !bs @ [i, v] ;
199            freshno in
200 (*prerr_endlie ("t DA RIDURRE:" ^ print (`Match(`N i,arity,bs_lift,bs,args) :> nf) ^ " more_args=" ^ string_of_int more_args);*)
201          let t = mk_match (`N i) ar bs_lift bs args in
202 (*prerr_endline ("NUOVO t:" ^ print (fst t :> nf) ^ " more_args=" ^ string_of_int (snd t));*)
203           expand_match (freshno,acc_ps,acc_new_ps) t
204    | `Lam _ -> raise ExpandedToLambda
205    | #i_n_var as x ->
206       let x = simple_expand_match (acc_ps@acc_new_ps) x in
207       freshno,cast_to_i_num_var x,acc_new_ps in
208
209  let freshno,old_ps,new_ps = aux (freshno,[],[]) (ps :> i_num_var list) in
210  let freshno,conv,new_ps = aux' old_ps (freshno,[],new_ps) (conv :> i_num_var list) in
211  let freshno,div,new_ps = aux'' old_ps (freshno,new_ps) (div :> i_num_var option) in
212  let div = option_map cast_to_i_var div in
213  let ps = List.map cast_to_i_n_var (old_ps @ new_ps) in
214  let conv = List.map cast_to_i_n_var conv in
215 (let l = Array.to_list (Array.init (freshno + 1) string_of_var) in
216 prerr_endline ("# INST: " ^ string_of_var x ^ " := " ^ print ~l inst));
217  let p = {p with freshno; div; conv; ps} in
218  ( (* check if double substituting a variable *)
219   if List.exists (fun (x',_) -> x = x') sigma
220    then failwithProblem p "Variable replaced twice"
221  );
222  let p = {p with sigma = sigma@[x,inst]} in
223  let p = super_simplify p in
224  prerr_endline (print_problem "instantiate" p);
225  p
226 ;;
227
228 exception Dangerous
229
230 let arity_of arities k =
231  let _,pos,y = List.find (fun (v,_,_) -> v=k) arities in
232  let arity = match y with `Var _ -> 0 | `I(_,args) -> Listx.length args | _ -> assert false in
233  arity + if pos = -1 then - 1 else 0
234 ;;
235
236 let rec dangerous arities showstoppers =
237  function
238     `N _
239   | `Var _
240   | `Lam _ -> ()
241   | `Match(t,_,liftno,bs,args) ->
242       (* CSC: XXX partial dependency on the encoding *)
243       (match t with
244           `N _ -> List.iter (dangerous arities showstoppers) args
245         | `Match _ as t -> dangerous arities showstoppers t ; List.iter (dangerous arities showstoppers) args
246         | `Var x -> dangerous_inert arities showstoppers x args 2 (* 2 coming from Scott's encoding *)
247         | `I(x,args') -> dangerous_inert arities showstoppers x (Listx.to_list args' @ args) 2 (* 2 coming from Scott's encoding *)
248       )
249   | `I(k,args) -> dangerous_inert arities showstoppers k (Listx.to_list args) 0
250
251 and dangerous_inert arities showstoppers k args more_args =
252  List.iter (dangerous arities showstoppers) args ;
253  if List.mem k showstoppers then raise Dangerous else
254  try
255   let arity = arity_of arities k in
256   if List.length args + more_args > arity then raise Dangerous else ()
257  with
258   Not_found -> ()
259
260 (* cut & paste from above *)
261 let rec dangerous_conv arities showstoppers =
262  function
263     `N _
264   | `Var _
265   | `Lam _ -> []
266   | `Match(t,_,liftno,bs,args) ->
267       (* CSC: XXX partial dependency on the encoding *)
268       (match t with
269           `N _ -> concat_map (dangerous_conv arities showstoppers) args
270         | `Match _ as t -> dangerous_conv arities showstoppers t @ concat_map (dangerous_conv arities showstoppers) args
271         | `Var x -> dangerous_inert_conv arities showstoppers x args 2 (* 2 coming from Scott's encoding *)
272         | `I(x,args') -> dangerous_inert_conv arities showstoppers x (Listx.to_list args' @ args) 2 (* 2 coming from Scott's encoding *)
273       )
274   | `I(k,args) -> dangerous_inert_conv arities showstoppers k (Listx.to_list args) 0
275
276 and dangerous_inert_conv arities showstoppers k args more_args =
277  concat_map (dangerous_conv arities showstoppers) args @
278  if List.mem k showstoppers then k :: concat_map free_vars args else
279  try
280   let arity = arity_of arities k in
281   prerr_endline ("dangerous_inert_conv: ar=" ^ string_of_int arity ^ " k="^string_of_var k ^ " listlenargs=" ^ (string_of_int (List.length args)) );
282   if List.length args + more_args > arity then k :: concat_map free_vars args else []
283  with
284   Not_found -> []
285
286 (* inefficient algorithm *)
287 let rec edible arities div ps conv showstoppers =
288  let rec aux showstoppers =
289   function
290      [] -> showstoppers
291    | x::xs when List.exists (fun y -> hd_of x = Some y) showstoppers ->
292       (* se la testa di x e' uno show-stopper *)
293       let new_showstoppers = sort_uniq (showstoppers @ free_vars (x :> nf)) in
294       (* aggiungi tutte le variabili libere di x *)
295       if List.length showstoppers <> List.length new_showstoppers then
296        aux new_showstoppers ps
297       else
298        aux showstoppers xs
299    | x::xs ->
300       match hd_of x with
301          None -> aux showstoppers xs
302        | Some h ->
303           try
304            dangerous arities showstoppers (x : i_n_var :> nf) ;
305            aux showstoppers xs
306           with
307            Dangerous ->
308             aux (sort_uniq (h::showstoppers)) ps
309   in
310     let showstoppers = sort_uniq (aux showstoppers ps) in
311     let dangerous_conv =
312      List.map (dangerous_conv arities showstoppers) (conv :> nf list) in
313
314     prerr_endline ("dangerous_conv lenght:" ^ string_of_int (List.length dangerous_conv));
315     List.iter (fun l -> prerr_endline (String.concat " " (List.map string_of_var l))) dangerous_conv;
316     let showstoppers' = showstoppers @ List.concat dangerous_conv in
317     let showstoppers' = sort_uniq (match div with
318      | None -> showstoppers'
319      | Some div ->
320        if List.exists ((=) (hd_of_i_var div)) showstoppers'
321        then showstoppers' @ free_vars (div :> nf) else showstoppers') in
322     if showstoppers <> showstoppers' then edible arities div ps conv showstoppers' else showstoppers', dangerous_conv
323 ;;
324
325 let precompute_edible_data {ps; div} xs =
326  (match div with None -> [] | Some div -> [hd_of_i_var div, -1, (div :> i_n_var)]) @
327   List.map (fun hd ->
328    let i, tm = Util.findi (fun y -> hd_of y = Some hd) ps in
329     hd, i, tm
330    ) xs
331 ;;
332
333 let critical_showstoppers p =
334   let p = super_simplify p in
335   let hd_of_div = match p.div with None -> [] | Some t -> [hd_of_i_var t] in
336   let showstoppers_step =
337   concat_map (fun bs ->
338     let heads = List.map (fun (i,_) -> List.nth p.ps i) !bs in
339     let heads = List.sort compare (hd_of_div @ filter_map hd_of heads) in
340     snd (split_duplicates heads)
341     ) p.deltas @
342      if List.exists (fun t -> [hd_of t] = List.map (fun x -> Some x) hd_of_div) p.conv
343      then hd_of_div else [] in
344   let showstoppers_step = sort_uniq showstoppers_step in
345   let showstoppers_eat =
346    let heads_and_arities =
347     List.sort (fun (k,_) (h,_) -> compare k h)
348      (filter_map (function `Var k -> Some (k,0) | `I(k,args) -> Some (k,Listx.length args) | _ -> None ) p.ps) in
349    let rec multiple_arities =
350     function
351        []
352      | [_] -> []
353      | (x,i)::(y,j)::tl when x = y && i <> j ->
354          x::multiple_arities tl
355      | _::tl -> multiple_arities tl in
356    multiple_arities heads_and_arities in
357
358   let showstoppers_eat = sort_uniq showstoppers_eat in
359   let showstoppers_eat = List.filter
360     (fun x -> not (List.mem x showstoppers_step))
361     showstoppers_eat in
362   List.iter (fun v -> prerr_endline ("DANGEROUS STEP: " ^ string_of_var v)) showstoppers_step;
363   List.iter (fun v -> prerr_endline ("DANGEROUS EAT: " ^ string_of_var v)) showstoppers_eat;
364   p, showstoppers_step, showstoppers_eat
365   ;;
366
367 let eat p =
368   let ({ps} as p), showstoppers_step, showstoppers_eat = critical_showstoppers p in
369   let showstoppers = showstoppers_step @ showstoppers_eat in
370   let heads = List.sort compare (filter_map hd_of ps) in
371   let arities = precompute_edible_data p (uniq heads) in
372   let showstoppers, showstoppers_conv =
373    edible arities p.div ps p.conv showstoppers in
374   let l = List.filter (fun (x,_,_) -> not (List.mem x showstoppers)) arities in
375   let p =
376   List.fold_left (fun p (x,pos,(xx : i_n_var)) -> if pos = -1 then p else
377    let n = match xx with `I(_,args) -> Listx.length args | _ -> 0 in
378    let v = `N(pos) in
379    let inst = make_lams v n in
380 (let l = Array.to_list (Array.init (p.freshno + 1) string_of_var) in
381 prerr_endline ("# INST_IN_EAT: " ^ string_of_var x ^ " := " ^ print ~l inst));
382    { p with sigma = p.sigma @ [x,inst] }
383    ) p l in
384   (* to avoid applied numbers in safe positions that
385      trigger assert failures subst_in_problem x inst p*)
386  let ps =
387   List.map (fun t ->
388    try
389     let _,j,_ = List.find (fun (h,_,_) -> hd_of t = Some h) l in
390     `N j
391    with Not_found -> t
392   ) ps in
393  let p = match p.div with
394   | None -> p
395   | Some div ->
396    if List.mem (hd_of_i_var div) showstoppers
397    then p
398    else
399     let n = match div with `I(_,args) -> Listx.length args | `Var _ -> 0 in
400     let p, bomb' = make_fresh_var p in
401     (if !bomb <> `Var (-1) then
402      failwithProblem p
403       ("Bomb was duplicated! It was " ^ string_of_nf !bomb ^
404        ", tried to change it to " ^ string_of_nf bomb'));
405     bomb := bomb';
406     prerr_endline ("Just created bomb var: " ^ string_of_nf !bomb);
407     let x = hd_of_i_var div in
408     let inst = make_lams !bomb n in
409     prerr_endline ("# INST (div): " ^ string_of_var x ^ " := " ^ string_of_nf inst);
410     let p = {p with div=None} in
411     (* subst_in_problem (hd_of_i_var div) inst p in *)
412      {p with sigma=p.sigma@[x,inst]} in
413      let dangerous_conv = showstoppers_conv in
414 let _ = prerr_endline ("dangerous_conv lenght:" ^ string_of_int (List.length dangerous_conv));
415 List.iter (fun l -> prerr_endline (String.concat " " (List.map string_of_var l))) dangerous_conv; in
416  let conv =
417    List.map (function s,t ->
418     try
419      if s <> [] then t else (
420      (match t with | `Var _ -> raise Not_found | _ -> ());
421      let _ = List.find (fun h -> hd_of t = Some h) showstoppers in
422       t)
423     with Not_found -> match hd_of t with
424      | None -> assert (t = `N ~-1); t
425      | Some h ->
426       prerr_endline ("FREEZING " ^ string_of_var h);
427       `N ~-1 (* convergent dummy*)
428    ) (List.combine showstoppers_conv p.conv) in
429  List.iter
430   (fun bs ->
431     bs :=
432      List.map
433       (fun (n,t as res) ->
434         match List.nth ps n with
435            `N m -> m,t
436          | _ -> res
437       ) !bs
438   ) p.deltas ;
439  let old_conv = p.conv in
440  let p = { p with ps; conv } in
441  if l <> [] || old_conv <> conv
442   then prerr_endline (print_problem "eat" p);
443  if List.for_all (function `N _ -> true | _ -> false) ps && p.div = None then
444   `Finished p
445  else
446   `Continue p
447
448 let instantiate p x n =
449  (if `Var x = !bomb
450    then failwithProblem p ("BOMB (" ^ string_of_nf !bomb ^ ") cannot be instantiated!"));
451  let p,vars = make_fresh_vars p n in
452  let p,zero = make_fresh_var p in
453  let zero = Listx.Nil zero in
454  let args = if n = 0 then zero else Listx.append zero (Listx.from_list vars) in
455  let bs = ref [] in
456  let arity1 = (assert false; -666) in
457  let arity2 = (assert false; -666) in
458  let inst = `Lam(false,arity1,`Match(`I(0,Listx.map (lift 1) args),arity2,1,bs,[])) in
459  let p = {p with deltas=bs::p.deltas} in
460  subst_in_problem x inst p
461 ;;
462
463 let compute_special_k tms =
464   let rec aux k (t: nf) = Pervasives.max k (match t with
465     | `Lam(b,_,t) -> aux (k + if b then 1 else 0) t
466     | `I(n, tms) -> Listx.max (Listx.map (aux 0) tms)
467     | `Match(t,_,liftno, bs, args) ->
468         List.fold_left max 0 (List.map (aux 0) ((t :> nf)::args@List.map snd !bs))
469     | `N _ -> 0
470     | `Var _ -> 0
471   ) in Listx.max (Listx.map (aux 0) tms)
472 ;;
473
474 let auto_instantiate (n,p) =
475   let p, showstoppers_step, showstoppers_eat = critical_showstoppers p in
476  let x =
477   match showstoppers_step, showstoppers_eat with
478     | [], y::_ ->
479       prerr_endline ("INSTANTIATING CRITICAL TO EAT " ^ string_of_var y); y
480     | [], [] ->
481      let heads = List.sort compare (filter_map (fun t -> match t with `Var _ -> None | x -> hd_of x) ((match p.div with Some t -> [(t :> i_n_var)] | _ -> []) @ p.ps)) in
482      (match heads with
483          [] -> assert false
484        | x::_ ->
485           prerr_endline ("INSTANTIATING TO EAT " ^ string_of_var x);
486           x)
487   | x::_, _ ->
488       prerr_endline ("INSTANTIATING " ^ string_of_var x);
489       x in
490 (* Strategy that decreases the special_k to 0 first (round robin)
491 1:11m42 2:14m5 3:11m16s 4:14m46s 5:12m7s 6:6m31s *)
492 let x =
493  try
494   match hd_of (List.find (fun t -> compute_special_k (Listx.Nil (t :> nf)) > 0) (all_terms p)) with
495       None -> assert false
496     | Some x ->
497        prerr_endline ("INSTANTIATING AND HOPING " ^ string_of_var x);
498        x
499  with
500   Not_found -> x
501 in
502 (* Instantiate in decreasing order of compute_special_k
503 1:15m14s 2:13m14s 3:4m55s 4:4m43s 5:4m34s 6:6m28s 7:3m31s
504 let x =
505  try
506   (match hd_of (snd (List.hd (List.sort (fun c1 c2 -> - compare (fst c1) (fst c2)) (filter_map (function `I _ as t -> Some (compute_special_k (Listx.Nil (t :> nf)),t) | _ -> None) (all_terms p))))) with
507       None -> assert false
508     | Some x ->
509        prerr_endline ("INSTANTIATING AND HOPING " ^ string_of_var x);
510        x)
511  with
512   Not_found -> x
513 in*)
514  let special_k =
515      compute_special_k (Listx.from_list (all_terms p :> nf list) )in
516  if special_k < n then
517   prerr_endline ("@@@@ NEW INSTANTIATE PHASE (" ^ string_of_int special_k ^ ") @@@@");
518  let p = instantiate p x special_k in
519  special_k,p
520
521
522 let rec auto_eat (n,({ps} as p)) =
523  prerr_endline "{{{{{{{{ Computing measure before auto_instantiate }}}}}}";
524  let m = problem_measure p in
525  let (n,p') = auto_instantiate (n,p) in
526  match eat p' with
527    `Finished p -> p
528  | `Continue p ->
529      prerr_endline "{{{{{{{{ Computing measure inafter auto_instantiate }}}}}}";
530      let delta = m - problem_measure p' in
531      if delta <= 0 then (
532       (* failwithProblem p' *)
533       prerr_endline
534       ("Measure did not decrease (delta=" ^ string_of_int delta ^ ")"))
535      else prerr_endline ("$ Measure decreased by " ^ string_of_int delta);
536      auto_eat (n,p)
537 ;;
538
539 let auto p n =
540  prerr_endline ("@@@@ FIRST INSTANTIATE PHASE (" ^ string_of_int n ^ ") @@@@");
541  match eat p with
542    `Finished p -> p
543  | `Continue p -> auto_eat (n,p)
544 ;;
545
546 (*
547 0 = snd
548
549       x y = y 0    a y = k  k z = z 0  c y = k   y u = u h1 h2 0          h2 a = h3
550 1 x a c    1 a 0 c  1 k c    1 c 0      1 k        1 k                     1 k
551 2 x a y    2 a 0 y  2 k y    2 y 0      2 y 0      2 h2 0                  2 h3
552 3 x b y    3 b 0 y  3 b 0 y  3 b 0 y    3 b 0 y    3 b 0 (\u. u h1 h2 0)   3 b 0 (\u. u h1 (\w.h3) 0)
553 4 x b c    4 b 0 c  4 b 0 c  4 b 0 c    4 b 0 c    4 b 0 c                 4 b 0 c
554 5 x (b e)  5 b e 0  5 b e 0  5 b e 0    5 b e 0    5 b e 0                 5 b e 0
555 6 y y      6 y y    6 y y    6 y y      6 y y      6 h1 h1 h2 0 h2 0       6 h1 h1 (\w. h3) 0 (\w. h3) 0
556
557                                 l2 _ = l3
558 b u = u l1 l2 0                 e _ _ _ _ = f                         l3 n = n j 0
559 1 k                             1 k                                  1 k
560 2 h3                            2 h3                                 2 h3
561 3 l2 0 (\u. u h1 (\w. h3) 0)    3 l3 (\u. u h1 (\w. h3) 0)           3 j h1 (\w. h3) 0 0
562 4 l2 0 c                        4 l3 c                               4 c j 0
563 5 e l1 l2 0 0                   5 f                                  5 f
564 6 h1 h1 (\w. h3) 0 (\w. h3) 0   6 h1 h1 (\w. h3) 0 (\w. h3) 0        6 h1 h1 (\w. h3) 0 (\w. h3) 0
565 *)
566
567 (*
568                 x n = n 0 ?
569 x a (b (a c))   a 0 = 1 ? (b (a c))   8
570 x a (b d')      a 0 = 1 ? (b d')      7
571 x b (a c)       b 0 = 1 ? (a c)       4
572 x b (a c')      b 0 = 1 ? (a c')      5
573
574 c = 2
575 c' = 3
576 a 2 = 4  (* a c *)
577 a 3 = 5  (* a c' *)
578 d' = 6
579 b 6 = 7  (* b d' *)
580 b 4 = 8  (* b (a c) *)
581 b 0 = 1
582 a 0 = 1
583 *)
584
585 (************** Tests ************************)
586
587 let optimize_numerals p =
588   let replace_in_sigma perm =
589     let rec aux = function
590     | `N n -> `N (List.nth perm n)
591     | `I _ -> assert false
592     | `Var _ as t -> t
593     | `Lam(v,ar,t) -> `Lam(v, ar, aux t)
594     | `Match(_,_,_,bs,_) as t -> (bs := List.map (fun (n,t) -> (List.nth perm n, t)) !bs); t
595     in List.map (fun (n,t) -> (n,aux t))
596   in
597   let deltas' = List.mapi (fun n d -> (n, List.map fst !d)) p.deltas in
598   let maxs = Array.to_list (Array.init (List.length deltas') (fun _ -> 0)) in
599   let max = List.fold_left max 0 (concat_map snd deltas') in
600   let perm,_ = List.fold_left (fun (perm, maxs) (curr_n:int) ->
601       let containing = filter_map (fun (i, bs) -> if List.mem curr_n bs then Some i else None) deltas' in
602       (* (prerr_endline (string_of_int curr_n ^ " occurs in: " ^ (String.concat " " (List.map string_of_int containing)))); *)
603       let neww = List.fold_left Pervasives.max 0 (List.mapi (fun n max -> if List.mem n containing then max else 0) maxs) in
604       let maxs = List.mapi (fun i m -> if List.mem i containing then neww+1 else m) maxs in
605       (neww::perm, maxs)
606     ) ([],maxs) (Array.to_list (Array.init (max+1) (fun x -> x))) in
607   replace_in_sigma (List.rev perm) p.sigma
608 ;;
609
610 let env_of_sigma freshno sigma should_explode =
611  let rec aux n =
612   if n > freshno then
613    []
614   else
615    let e = aux (n+1) in
616    (try
617     e,Pure.lift (-n-1) (snd (List.find (fun (i,_) -> i = n) sigma)),[]
618    with
619     Not_found ->
620      if should_explode && `Var n = !bomb
621       then ([], (let f t = Pure.A(t,t) in f (Pure.L (f (Pure.V 0)))), [])
622       else ([],Pure.V n,[]))::e
623  in aux 0
624 ;;
625
626 prerr_endline "########## main ##########";;
627
628 (* Commands:
629     v ==> v := \a. a k1 .. kn \^m.0
630     + ==> v := \^k. numero  for every v such that ...
631     * ==> tries v as long as possible and then +v as long as possible
632 *)
633 let main problems =
634  let rec aux ({ps} as p) n l =
635   if List.for_all (function `N _ -> true | _ -> false) ps && p.div = None then begin
636    p
637   end else
638    let _ = prerr_endline (print_problem "main" p) in
639    let x,l =
640     match l with
641      | cmd::l -> cmd,l
642      | [] -> read_line (),[] in
643    let cmd =
644     if x = "+" then
645      `DoneWith
646     else if x = "*" then
647      `Auto
648     else
649      `Step x in
650    match cmd with
651     | `DoneWith -> assert false (*aux (eat p) n l*) (* CSC: TODO *)
652     | `Step x ->
653         let x = var_of_string x in
654         aux (instantiate p x n) n l
655     | `Auto -> aux (auto p n) n l
656  in
657   List.iter
658    (fun (p,n,cmds) ->
659     Console.print_hline();
660     bomb := `Var (-1);
661     let p_finale = aux p n cmds in
662     let freshno,sigma = p_finale.freshno, p_finale.sigma in
663     prerr_endline ("------- <DONE> ------\n ");
664     (* prerr_endline (print_problem "Original problem" p); *)
665     prerr_endline "---------------------";
666     let l = Array.to_list (Array.init (freshno + 1) string_of_var) in
667     prerr_endline (" BOMB == " ^ print ~l !bomb);
668     prerr_endline "---------------------";
669     List.iter (fun (x,inst) -> prerr_endline (string_of_var x ^ " := " ^ print ~l inst)) sigma;
670 (*
671      prerr_endline "----------------------";
672      let ps =
673       List.fold_left (fun ps (x,inst) ->
674        (* CSC: XXXX Is the subst always sorted correctly? Otherwise, implement a recursive subst *)
675        (* In this non-recursive version, the intermediate states may containt Matchs *)
676        List.map (fun t -> let t = subst false x inst (t :> nf) in cast_to_i_num_var t) ps)
677        (p.ps :> i_num_var list) sigma in
678      prerr_endline (print_problem {p with ps= List.map (function t -> cast_to_i_n_var t) ps; freshno});
679      List.iteri (fun i (n,more_args) -> assert (more_args = 0 && n = `N i)) ps ;
680 *)
681     prerr_endline "---------<OPT>----------";
682     let sigma = optimize_numerals p_finale in (* optimize numerals *)
683     let l = Array.to_list (Array.init (freshno + 1) string_of_var) in
684     List.iter (fun (x,inst) -> prerr_endline (string_of_var x ^ " := " ^ print ~l inst)) sigma;
685     prerr_endline "---------<PURE>---------";
686     let div = option_map (fun div -> ToScott.t_of_nf (div :> nf)) p.div in
687     let conv = List.map (fun t -> ToScott.t_of_nf (t :> nf)) p.conv in
688     let ps = List.map (fun t -> ToScott.t_of_nf (t :> nf)) p.ps in
689     let sigma = List.map (fun (x,inst) -> x, ToScott.t_of_nf inst) sigma in
690     (*let ps_ok = List.fold_left (fun ps (x,inst) ->
691       List.map (Pure.subst false x inst) ps) ps sigma in*)
692     let e = env_of_sigma freshno sigma true in
693     let e' = env_of_sigma freshno sigma false in
694
695 (*
696      prerr_endline "---------<PPP>---------";
697 let rec print_e e =
698  "[" ^ String.concat ";" (List.map (fun (e,t,[]) -> print_e e ^ ":" ^ Pure.print t) e) ^ "]"
699 in
700      prerr_endline (print_e e);
701      List.iter (fun (t,t_ok) ->
702       prerr_endline ("T0= " ^ Pure.print t ^ "\nTM= " ^ Pure.print (Pure.unwind (e,t,[])) ^ "\nOM= " ^ Pure.print t_ok);
703       (*assert (Pure.unwind (e,t,[]) = t_ok)*)
704      ) (List.combine ps ps_ok);
705 *)
706      prerr_endline "--------<REDUCE>---------";
707      (function Some div ->
708       print_endline (Pure.print div);
709       let t = Pure.mwhd (e',div,[]) in
710       prerr_endline ("*:: " ^ (Pure.print t));
711       prerr_endline (print !bomb);
712       assert (t = ToScott.t_of_nf (!bomb:>nf))
713      | None -> ()) div;
714      List.iter (fun n ->
715        prerr_endline ("_::: " ^ (Pure.print n));
716        let t = Pure.mwhd (e,n,[]) in
717        prerr_endline ("_:: " ^ (Pure.print t))
718      ) conv ;
719      List.iteri (fun i n ->
720        prerr_endline ((string_of_int i) ^ "::: " ^ (Pure.print n));
721        let t = Pure.mwhd (e,n,[]) in
722        prerr_endline ((string_of_int i) ^ ":: " ^ (Pure.print t));
723        assert (t = Scott.mk_n i)
724      ) ps ;
725      prerr_endline "-------- </DONE> --------"
726    ) problems
727
728 (********************** problems *******************)
729
730 let zero = `Var 0;;
731
732 let append_zero =
733  function
734   | `I _
735   | `Var _ as i ->  cast_to_i_n_var (mk_app i zero)
736   | _ -> assert false
737 ;;
738
739 type t = problem * int * string list;;
740
741 let magic_conv ~div ~conv ~nums cmds =
742  let all_tms = (match div with None -> [] | Some div -> [div]) @ nums @ conv in
743   let all_tms, var_names = parse' all_tms in
744   let div, (tms, conv) = match div with
745     | None -> None, list_cut (List.length nums, all_tms)
746     | Some _ -> Some (List.hd all_tms), list_cut (List.length nums, List.tl all_tms) in
747
748  if match div with None -> false | Some div -> List.exists (eta_subterm div) (tms@conv)
749  then (
750   prerr_endline "--- TEST SKIPPED ---";
751   {freshno=0; div=None; conv=[]; ps=[]; sigma=[]; deltas=[]}, 0, []
752  ) else
753   let tms = sort_uniq ~compare:eta_compare tms in
754   let special_k = compute_special_k (Listx.from_list all_tms) in (* compute initial special K *)
755   (* casts *)
756   let div = option_map cast_to_i_var div in
757   let conv = List.map cast_to_i_n_var conv in
758   let tms = List.map cast_to_i_n_var tms in
759
760   let ps = List.map append_zero tms in (* crea lista applicando zeri o dummies *)
761   let freshno = List.length var_names in
762   let deltas =
763    let dummy = `Var (max_int / 2) in
764     [ ref (Array.to_list (Array.init (List.length ps) (fun i -> i, dummy))) ] in
765
766   {freshno; div; conv; ps; sigma=[] ; deltas}, special_k, cmds
767 ;;
768
769 let magic strings cmds = magic_conv None [] strings cmds;;