]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/ocaml/paramodulation/saturation.ml
various optimizations (to paramodulation and passive clause selection)
[helm.git] / helm / ocaml / paramodulation / saturation.ml
index a0148fb358398b9cd89cc8fff49827bf84ae399c..dbc85261b87385771cc457f5407ed14a1ccf6984 100644 (file)
@@ -15,6 +15,32 @@ let string_of_sign = function
 ;;
 
 
+(*
+let symbols_of_equality (_, (_, left, right), _, _) =
+  TermSet.union (symbols_of_term left) (symbols_of_term right)
+;;
+*)
+
+let symbols_of_equality ((_, (_, left, right), _, _) as equality) =
+  let m1 = symbols_of_term left in
+  let m = 
+    TermMap.fold
+      (fun k v res ->
+         try
+           let c = TermMap.find k res in
+           TermMap.add k (c+v) res
+         with Not_found ->
+           TermMap.add k v res)
+      (symbols_of_term right) m1
+  in
+(*   Printf.printf "symbols_of_equality %s:\n" *)
+(*     (string_of_equality equality); *)
+(*   TermMap.iter (fun k v -> Printf.printf "%s: %d\n" (CicPp.ppterm k) v) m; *)
+(*   print_newline (); *)
+  m
+;;
+
+
 module OrderedEquality =
 struct
   type t = Inference.equality
@@ -39,10 +65,15 @@ module EqualitySet = Set.Make(OrderedEquality);;
 let weight_age_ratio = ref 0;; (* settable by the user from the command line *)
 let weight_age_counter = ref !weight_age_ratio;;
 
-let set_selection = ref (fun set -> EqualitySet.min_elt set);;
+let symbols_ratio = ref 0;;
+let symbols_counter = ref 0;;
+
 
-let select env passive =
+let select env passive active =
   let (neg_list, neg_set), (pos_list, pos_set) = passive in
+  let remove eq l =
+    List.filter (fun e -> not (e = eq)) l
+  in
   if !weight_age_ratio > 0 then
     weight_age_counter := !weight_age_counter - 1;
   match !weight_age_counter with
@@ -55,19 +86,76 @@ let select env passive =
           (Positive, hd), (([], neg_set), (tl, EqualitySet.remove hd pos_set))
       | _, _ -> assert false
     )
-  | _ ->
-      let remove eq l =
-        List.filter (fun e -> not (e = eq)) l
+  | _ when (!symbols_counter > 0) && (EqualitySet.is_empty neg_set) -> (
+      symbols_counter := !symbols_counter - 1;
+      let cardinality map =
+        TermMap.fold (fun k v res -> res + v) map 0
       in
+      match active with
+      | (Negative, e)::_ ->
+          let symbols = symbols_of_equality e in
+          let card = cardinality symbols in
+          let f equality (i, e) =
+            let common, others =
+              TermMap.fold
+                (fun k v (r1, r2) ->
+                   if TermMap.mem k symbols then
+                     let c = TermMap.find k symbols in
+                     let c1 = abs (c - v) in
+                     let c2 = v - c1 in
+                     r1 + c2, r2 + c1
+                   else
+                     r1, r2 + v)
+                (symbols_of_equality equality) (0, 0)
+            in
+(*             Printf.printf "equality: %s, common: %d, others: %d\n" *)
+(*               (string_of_equality ~env equality) common others; *)
+            let c = others + (abs (common - card)) in
+            if c < i then (c, equality)
+            else (i, e)
+          in
+          let e1 = EqualitySet.min_elt pos_set in
+          let initial =
+            let common, others = 
+              TermMap.fold
+                (fun k v (r1, r2) ->
+                   if TermMap.mem k symbols then
+                     let c = TermMap.find k symbols in
+                     let c1 = abs (c - v) in
+                     let c2 = v - (abs (c - v)) in
+                     r1 + c1, r2 + c2
+                   else
+                     r1, r2 + v)
+                (symbols_of_equality e1) (0, 0)
+            in
+            (others + (abs (common - card))), e1
+          in
+          let _, current = EqualitySet.fold f pos_set initial in
+          Printf.printf "\nsymbols-based selection: %s\n\n"
+            (string_of_equality ~env current);
+          (Positive, current),
+          (([], neg_set),
+           (remove current pos_list, EqualitySet.remove current pos_set))
+      | _ ->
+            let current = EqualitySet.min_elt pos_set in
+          let passive =
+            (neg_list, neg_set),
+            (remove current pos_list, EqualitySet.remove current pos_set)
+          in
+          (Positive, current), passive
+    )
+  | _ ->
+      symbols_counter := !symbols_ratio;
+      let set_selection set = EqualitySet.min_elt set in
       if EqualitySet.is_empty neg_set then
-        let current = !set_selection pos_set in
+        let current = set_selection pos_set in
         let passive =
           (neg_list, neg_set),
           (remove current pos_list, EqualitySet.remove current pos_set)
         in
         (Positive, current), passive
       else
-        let current = !set_selection neg_set in
+        let current = set_selection neg_set in
         let passive =
           (remove current neg_list, EqualitySet.remove current neg_set),
           (pos_list, pos_set)
@@ -156,8 +244,16 @@ let contains_empty env (negative, positive) =
 ;;
 
 
-let forward_simplify env (sign, current) active =
+let forward_simplify env ?(active=[]) ?passive (sign, current) =
   (* first step, remove already present equalities *)
+  let pn, pp =
+    match passive with
+    | None -> [], []
+    | Some ((pn, _), (pp, _)) ->
+        (List.map (fun e -> Negative, e) pn),
+        (List.map (fun e -> Positive, e) pp)
+  in
+  let all = active @ pn @ pp in
   let duplicate =
     let rec aux = function
       | [] -> false
@@ -166,7 +262,7 @@ let forward_simplify env (sign, current) active =
           else aux tl
       | _::tl -> aux tl
     in
-    aux active
+    aux all
   in
   if duplicate then
     None
@@ -175,40 +271,61 @@ let forward_simplify env (sign, current) active =
       | [] -> Some (sign, current)
       | (Negative, _)::tl -> aux env (sign, current) tl
       | (Positive, equality)::tl ->
-          let newmeta, current =
+          let newmeta, newcurrent =
             demodulation !maxmeta env current equality in
           maxmeta := newmeta;
-          if is_identity env current then
+          if is_identity env newcurrent then
             None
+          else if newcurrent <> current then
+            aux env (sign, newcurrent) active
           else
-            aux env (sign, current) tl
+            aux env (sign, newcurrent) tl
     in
-    aux env (sign, current) active
+    aux env (sign, current) all
 ;;
 
 
-let forward_simplify_new env (new_neg, new_pos) active =
+let forward_simplify_new env ?(active=[]) ?passive (new_neg, new_pos) =
+  let pn, pp =
+    match passive with
+    | None -> [], []
+    | Some ((pn, _), (pp, _)) ->
+        (List.map (fun e -> Negative, e) pn),
+        (List.map (fun e -> Positive, e) pp)
+  in
+  let all = active @ pn @ pp in
   let remove_identities equalities =
     let ok eq = not (is_identity env eq) in
     List.filter ok equalities
   in
-  let rec simpl active target =
-    match active with
+  let rec simpl all' target =
+    match all' with
     | [] -> target
     | (Negative, _)::tl -> simpl tl target
     | (Positive, source)::tl ->
-        let newmeta, target = demodulation !maxmeta env target source in
+        let newmeta, newtarget = demodulation !maxmeta env target source in
         maxmeta := newmeta;
-        if is_identity env target then target
-        else simpl tl target
+        if is_identity env newtarget then newtarget
+        else if newtarget <> target then (
+(*           Printf.printf "OK:\n%s\n%s\n" *)
+(*             (string_of_equality ~env target) *)
+(*             (string_of_equality ~env newtarget); *)
+(*           print_newline (); *)
+          simpl all newtarget
+        )
+        else simpl tl newtarget
+  in
+  let new_neg = List.map (simpl all) new_neg
+  and new_pos = remove_identities (List.map (simpl all) new_pos) in
+  let new_pos_set =
+    List.fold_left (fun s e -> EqualitySet.add e s) EqualitySet.empty new_pos
   in
-  let new_neg = List.map (simpl active) new_neg
-  and new_pos = List.map (simpl active) new_pos in
-  new_neg, remove_identities new_pos
+  new_neg, EqualitySet.elements new_pos_set
 ;;
 
 
-let backward_simplify env (sign, current) active =
+(*
+let backward_simplify_active env (sign, current) active =
   match sign with
   | Negative -> active
   | Positive ->
@@ -234,17 +351,75 @@ let backward_simplify env (sign, current) active =
         (fun (s, eq) res -> if find eq res then res else (s, eq)::res)
         active []
 ;;
+*)
+
+
+let backward_simplify_active env (new_neg, new_pos) active =
+  let new_pos = List.map (fun e -> Positive, e) new_pos in
+  let active = 
+    List.fold_right
+      (fun (s, equality) res ->
+         match forward_simplify env ~active:new_pos (s, equality) with
+         | None -> res
+         | Some e -> e::res)
+      active []
+  in
+  let find eq1 where =
+    List.exists (fun (s, e) -> meta_convertibility_eq eq1 e) where
+  in
+  List.fold_right
+    (fun (s, eq) res ->
+       if (is_identity env eq) || (find eq res) then
+         res
+       else
+         (s, eq)::res)
+    active []
+;;
+
+
+let backward_simplify_passive env (new_neg, new_pos) passive =
+  let new_pos = List.map (fun e -> Positive, e) new_pos in
+  let (nl, ns), (pl, ps) = passive in
+  let f sign equality (resl, ress, newn) =
+    match forward_simplify env ~active:new_pos (sign, equality) with
+    | None -> resl, EqualitySet.remove equality ress, newn
+    | Some (s, e) ->
+        if equality = e then
+          equality::resl, ress, newn
+        else
+          let ress = EqualitySet.remove equality ress in
+          resl, ress, e::newn
+  in
+  let nl, ns, newn = List.fold_right (f Negative) nl ([], ns, [])
+  and pl, ps, newp = List.fold_right (f Positive) pl ([], ps, []) in
+  match newn, newp with
+  | [], [] -> ((nl, ns), (pl, ps)), None
+  | _, _ -> ((nl, ns), (pl, ps)), Some (newn, newp)
+;;
+
+
+let backward_simplify env ?(active=[]) ?passive new' =
+  let active = backward_simplify_active env new' active in
+  match passive with
+  | None ->
+      active, (([], EqualitySet.empty), ([], EqualitySet.empty)), None
+  | Some passive ->
+      let passive, new' =
+        backward_simplify_passive env new' passive in
+      active, passive, new'
+;;
 
 
+  
 let rec given_clause env passive active =
   match passive_is_empty passive with
   | true -> Failure
   | false ->
 (*       Printf.printf "before select\n"; *)
-      let (sign, current), passive = select env passive in
+      let (sign, current), passive = select env passive active in
 (*       Printf.printf "before simplification: sign: %s\ncurrent: %s\n\n" *)
 (*         (string_of_sign sign) (string_of_equality ~env current); *)
-      match forward_simplify env (sign, current) active with
+      match forward_simplify env (sign, current) ~active ~passive with
       | None when sign = Negative ->
           Printf.printf "OK!!! %s %s" (string_of_sign sign)
             (string_of_equality ~env current);
@@ -257,56 +432,148 @@ let rec given_clause env passive active =
 (*           print_newline (); *)
           given_clause env passive active
       | Some (sign, current) ->
-(*           Printf.printf "selected: %s %s" *)
-(*             (string_of_sign sign) (string_of_equality ~env current); *)
-(*           print_newline (); *)
+          print_endline "\n================================================";
+          Printf.printf "selected: %s %s"
+            (string_of_sign sign) (string_of_equality ~env current);
+          print_newline ();
 
           let new' = infer env sign current active in
 
-          let new' = forward_simplify_new env new' active in
-          
-          let active =
-            backward_simplify env (sign, current) active
-(*             match new' with *)
-(*             | [], [] -> backward_simplify env (sign, current) active *)
-(*             | _ -> active *)
-          in
+          let res, proof = contains_empty env new' in
+          if res then
+            Success (proof, env)
+          else
+            let new' = forward_simplify_new env new' ~active in
+            
+            (*           let active, passive, retained = *)
+            (*             backward_simplify env [(sign, current)] ~active ~passive *)
+            (*           in *)
+            let active =
+              match sign with
+              | Negative -> active
+              | Positive ->
+                  let active, _, _ =
+                    backward_simplify env ([], [current]) ~active
+                  in
+                  active
+            in
+            let _ =
+              Printf.printf "active:\n%s\n"
+                (String.concat "\n"
+                   ((List.map
+                       (fun (s, e) -> (string_of_sign s) ^ " " ^
+                          (string_of_equality ~env e)) active)));
+              print_newline ();
+            in
+            let _ =
+              match new' with
+              | neg, pos ->
+                  Printf.printf "new':\n%s\n"
+                    (String.concat "\n"
+                       ((List.map
+                           (fun e -> "Negative " ^
+                              (string_of_equality ~env e)) neg) @
+                          (List.map
+                             (fun e -> "Positive " ^
+                                (string_of_equality ~env e)) pos)));
+                  print_newline ();
+            in
+            match contains_empty env new' with
+            | false, _ -> 
+                let active =
+                  match sign with
+                  | Negative -> (sign, current)::active
+                  | Positive -> active @ [(sign, current)]
+                in
+                let passive = add_to_passive passive new' in
+                let (_, ns), (_, ps) = passive in
+                Printf.printf "passive:\n%s\n"
+                  (String.concat "\n"
+                     ((List.map (fun e -> "Negative " ^
+                                   (string_of_equality ~env e))
+                         (EqualitySet.elements ns)) @
+                        (List.map (fun e -> "Positive " ^
+                                     (string_of_equality ~env e))
+                           (EqualitySet.elements ps))));
+                print_newline ();
+                given_clause env passive active
+            | true, proof ->
+                Success (proof, env)
+;;
 
-          print_endline "\n================================================";
-          let _ =
-            Printf.printf "active:\n%s\n"
+
+(*
+let rec given_clause env passive active =
+  match passive_is_empty passive with
+  | true -> Failure
+  | false ->
+(*       Printf.printf "before select\n"; *)
+      let (sign, current), passive = select env passive active in
+(*       Printf.printf "before simplification: sign: %s\ncurrent: %s\n\n" *)
+(*         (string_of_sign sign) (string_of_equality ~env current); *)
+      print_endline "\n================================================";
+      Printf.printf "selected: %s %s"
+        (string_of_sign sign) (string_of_equality ~env current);
+      print_newline ();
+
+      let new' = infer env sign current active in
+
+      let rec simplify new' active passive =
+        let new' = forward_simplify_new env new' ~active ~passive in
+        let active, passive, retained =
+          backward_simplify env new' ~active ~passive
+        in
+        match retained with
+        | None -> active, passive, new'
+        | Some (rn, rp) ->
+            let nn, np = new' in
+            simplify (nn @ rn, np @ rp) active passive
+      in
+      let active, passive, new' = simplify new' active passive in
+      let _ =
+        Printf.printf "active:\n%s\n"
+          (String.concat "\n"
+             ((List.map
+                 (fun (s, e) -> (string_of_sign s) ^ " " ^
+                    (string_of_equality ~env e)) active)));
+        print_newline ();
+      in
+      let _ =
+        match new' with
+        | neg, pos ->
+            Printf.printf "new':\n%s\n"
               (String.concat "\n"
                  ((List.map
-                     (fun (s, e) -> (string_of_sign s) ^ " " ^
-                        (string_of_equality ~env e)) active)));
+                     (fun e -> "Negative " ^
+                        (string_of_equality ~env e)) neg) @
+                    (List.map
+                       (fun e -> "Positive " ^
+                          (string_of_equality ~env e)) pos)));
             print_newline ();
+      in
+      match contains_empty env new' with
+      | false, _ -> 
+          let active =
+            match sign with
+            | Negative -> (sign, current)::active
+            | Positive -> active @ [(sign, current)]
           in
-
-(*           let _ = *)
-(*             match new' with *)
-(*             | neg, pos -> *)
-(*                 Printf.printf "new':\n%s\n" *)
-(*                   (String.concat "\n" *)
-(*                      ((List.map *)
-(*                          (fun e -> "Negative " ^ *)
-(*                             (string_of_equality ~env e)) neg) @ *)
-(*                         (List.map *)
-(*                            (fun e -> "Positive " ^ *)
-(*                               (string_of_equality ~env e)) pos))); *)
-(*                 print_newline (); *)
-(*           in                 *)
-          match contains_empty env new' with
-          | false, _ -> 
-              let active =
-                match sign with
-                | Negative -> (sign, current)::active
-                | Positive -> active @ [(sign, current)]
-              in
-              let passive = add_to_passive passive new' in
-              given_clause env passive active
-          | true, proof ->
-              Success (proof, env)
+          let passive = add_to_passive passive new' in
+          let (_, ns), (_, ps) = passive in
+          Printf.printf "passive:\n%s\n"
+            (String.concat "\n"
+               ((List.map (fun e -> "Negative " ^
+                             (string_of_equality ~env e))
+                   (EqualitySet.elements ns)) @
+                  (List.map (fun e -> "Positive " ^
+                               (string_of_equality ~env e))
+                     (EqualitySet.elements ps))));
+          print_newline ();
+          given_clause env passive active
+      | true, proof ->
+          Success (proof, env)
 ;;
+*)
 
 
 let get_from_user () =
@@ -354,17 +621,17 @@ let main () =
       (function (_, (ty, t1, t2), _, _) ->
          let w1 = weight_of_term t1 in
          let w2 = weight_of_term t2 in
-         let res = nonrec_kbo t1 t2 in
+         let res = !compare_terms t1 t2 in
          Printf.printf "{%s}: %s<%s> %s %s<%s>\n" (PP.ppterm ty)
            (PP.ppterm t1) (string_of_weight w1)
            (string_of_comparison res)
            (PP.ppterm t2) (string_of_weight w2))
       equalities;
     print_endline "--------------------------------------------------";
-    let start = Sys.time () in
+    let start = Unix.gettimeofday () in
     print_endline "GO!";
     let res = given_clause env passive active in
-    let finish = Sys.time () in
+    let finish = Unix.gettimeofday () in
     match res with
     | Failure ->
         Printf.printf "NO proof found! :-(\n\n"
@@ -381,17 +648,23 @@ let main () =
 let configuration_file = ref "../../gTopLevel/gTopLevel.conf.xml";;
 
 let _ =
-  let set_ratio v = weight_age_ratio := v; weight_age_counter := v
-  and set_sel () = set_selection := (fun s -> EqualitySet.max_elt s)
+  let set_ratio v = weight_age_ratio := (v+1); weight_age_counter := (v+1)
+  and set_sel v = symbols_ratio := v; symbols_counter := v;
   and set_conf f = configuration_file := f
+  and set_lpo () = Utils.compare_terms := lpo
+  and set_kbo () = Utils.compare_terms := nonrec_kbo
   in
   Arg.parse [
-    "-r", Arg.Int set_ratio, "Weight-Age equality selection ratio";
+    "-r", Arg.Int set_ratio, "Weight-Age equality selection ratio (default: 0)";
 
-    "-i", Arg.Unit set_sel,
-    "Inverse selection (select heaviest equalities before)";
+    "-s", Arg.Int set_sel,
+    "symbols-based selection ratio (relative to the weight ratio)";
 
     "-c", Arg.String set_conf, "Configuration file (for the db connection)";
+
+    "-lpo", Arg.Unit set_lpo, "Use lpo term ordering";
+
+    "-kbo", Arg.Unit set_kbo, "Use (non-recursive) kbo term ordering (default)";
   ] (fun a -> ()) "Usage:"
 in
 Helm_registry.load_from !configuration_file;