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[helm.git] / helm / software / components / cic / discrimination_tree.ml
index 937188dcae30ebca3fcec1219201271157a210a1..faccadf654dfcf0ade39ab1b8b00945c01d19200 100644 (file)
 
 (* $Id$ *)
 
-module DiscriminationTreeIndexing =  
-  functor (A:Set.S) -> 
-    struct
+type 'a path_string_elem = 
+  | Constant of 'a * int (* name, arity *)
+  | Bound of int * int (* rel, arity *)
+  | Variable (* arity is 0 *)
+  | Proposition (* arity is 0 *) 
+  | Datatype (* arity is 0 *) 
+  | Dead (* arity is 0 *) 
+;;  
+
+type 'a path = ('a path_string_elem) list;;
+
+module type Indexable = sig
+  type input
+  type constant_name
+  val compare: 
+    constant_name path_string_elem -> 
+    constant_name path_string_elem -> int
+  val string_of_path : constant_name path -> string
+  val path_string_of : input -> constant_name path
+end
+
+module CicIndexable : Indexable 
+with type input = Cic.term and type constant_name = UriManager.uri 
+= struct
+
+        type input = Cic.term
+        type constant_name = UriManager.uri
+        
+        let ppelem = function
+          | Constant (uri,arity) -> 
+              "("^UriManager.name_of_uri uri ^ "," ^ string_of_int arity^")"
+          | Bound (i,arity) -> 
+              "("^string_of_int i ^ "," ^ string_of_int arity^")"
+          | Variable -> "?"
+          | Proposition -> "Prop"
+          | Datatype -> "Type"
+          | Dead -> "Dead"
+        ;;
+
+        let path_string_of =
+          let rec aux arity = function
+            | Cic.Appl ((Cic.Meta _|Cic.Implicit _)::_) -> [Variable]
+            | Cic.Appl (Cic.Lambda _ :: _) -> 
+                [Variable] (* maybe we should b-reduce *)
+            | Cic.Appl [] -> assert false
+            | Cic.Appl (hd::tl) ->
+                aux (List.length tl) hd @ List.flatten (List.map (aux 0) tl) 
+            | Cic.Cast (t,_) -> aux arity t
+            | Cic.Lambda (_,s,t) | Cic.Prod (_,s,t) -> [Variable]
+                (* I think we should CicSubstitution.subst Implicit t *)
+            | Cic.LetIn (_,s,_,t) -> [Variable] (* z-reduce? *)
+            | Cic.Meta _ | Cic.Implicit _ -> assert (arity = 0); [Variable]
+            | Cic.Rel i -> [Bound (i, arity)]
+            | Cic.Sort (Cic.Prop) -> assert (arity=0); [Proposition]
+            | Cic.Sort _ -> assert (arity=0); [Datatype]
+            | Cic.Const _ | Cic.Var _ 
+            | Cic.MutInd _ | Cic.MutConstruct _ as t ->
+                [Constant (CicUtil.uri_of_term t, arity)]
+            | Cic.MutCase _ | Cic.Fix _ | Cic.CoFix _ -> [Dead]
+          in 
+            aux 0
+        ;;
+
+        let compare e1 e2 =
+          match e1,e2 with
+          | Constant (u1,a1),Constant (u2,a2) -> 
+               let x = UriManager.compare u1 u2 in
+               if x = 0 then Pervasives.compare a1 a2 else x
+          | e1,e2 -> Pervasives.compare e1 e2
+        ;;
+        
+        let string_of_path l = String.concat "." (List.map ppelem l) ;;
+end 
+
+let arity_of = function
+  | Constant (_,a) 
+  | Bound (_,a) -> a
+  | _ -> 0 
+;;
 
-      type path_string_elem = 
-        | Function | Constant of UriManager.uri 
-        | Bound of int | Variable | Proposition | Datatype ;;
-      type path_string = path_string_elem list;;
+module type DiscriminationTree =
+    sig
 
+      type input 
+      type data
+      type dataset
+      type constant_name
+      type t
 
-      (* needed by the retrieve_* functions, to know the arities of the
-       * "functions" *)
-      
-      let ppelem = function
-        | Function -> "Fun"
-        | Constant uri -> UriManager.name_of_uri uri
-        | Bound i -> string_of_int i
-        | Variable -> "?"
-        | Proposition -> "Prop"
-        | Datatype -> "Type"
-      ;;
-      let pppath l = String.concat "::" (List.map ppelem l) ;;
-      let elem_of_cic = function
-        | Cic.Meta _ -> Variable
-        | Cic.Lambda _ -> Function
-        | Cic.Rel i -> Bound i
-        | Cic.Sort (Cic.Prop) -> Proposition
-        | Cic.Sort _ -> Datatype
-        | term ->
-            try Constant (CicUtil.uri_of_term term)
-            with Invalid_argument _ -> Variable (* HACK! *)
-      ;;
-      let path_string_of_term arities = 
-        let set_arity n = function
-          | Variable -> Hashtbl.replace arities Variable 0
-          | e -> Hashtbl.replace arities e n
-        in
-        let rec aux = function
-          | Cic.Appl ((hd::tl) as l) ->
-(*
-              if Hashtbl.mem arities (elem_of_cic hd) then
-                begin
-                  let n = Hashtbl.find arities (elem_of_cic hd) in
-                  if n <> List.length tl then
-                    begin
-                      prerr_endline 
-                        (String.concat " " 
-                          (List.map (fun x -> ppelem (elem_of_cic x)) l))
-                    end;
-                  assert(n = List.length tl)
-                end;
-*)
-              set_arity (List.length tl) (elem_of_cic hd);
-(*               Hashtbl.replace arities (elem_of_cic hd) (List.length tl); *)
-              List.concat (List.map aux l)
-          | t -> [elem_of_cic t]
-        in 
-          aux
-      ;;
-      let compare_elem e1 e2 =
-        match e1,e2 with
-        | Constant u1,Constant u2 -> UriManager.compare u1 u2
-        | e1,e2 -> Pervasives.compare e1 e2
-      ;;
+      val iter : t -> (constant_name path -> dataset -> unit) -> unit
+
+      val empty : t
+      val index : t -> input -> data -> t
+      val remove_index : t -> input -> data -> t
+      val in_index : t -> input -> (data -> bool) -> bool
+      val retrieve_generalizations : t -> input -> dataset
+      val retrieve_unifiables : t -> input -> dataset
+    end
+
+module Make (I:Indexable) (A:Set.S) : DiscriminationTree 
+with type constant_name = I.constant_name and type input = I.input
+and type data = A.elt and type dataset = A.t =
+
+    struct
 
       module OrderedPathStringElement = struct
-        type t = path_string_elem
-        let compare = compare_elem
+        type t = I.constant_name path_string_elem
+        let compare = I.compare
       end
 
+      type constant_name = I.constant_name
+      type data = A.elt
+      type dataset = A.t
+      type input = I.input
+
       module PSMap = Map.Make(OrderedPathStringElement);;
 
       type key = PSMap.key
 
       module DiscriminationTree = Trie.Make(PSMap);;
 
-      type t = A.t DiscriminationTree.t * (path_string_elem, int) Hashtbl.t
-      let empty = DiscriminationTree.empty, Hashtbl.create 11;;
-
-(*
-      module OrderedPosEquality = struct
-        type t = Utils.pos * Inference.equality
-        let compare = Pervasives.compare
-      end
+      type t = A.t DiscriminationTree.t
 
-      module PosEqSet = Set.Make(OrderedPosEquality);;
+      let empty = DiscriminationTree.empty;;
 
-      let string_of_discrimination_tree tree =
-        let rec to_string level = function
-          | DiscriminationTree.Node (value, map) ->
-              let s =
-                match value with
-                  | Some v ->
-                      (String.make (2 * level) ' ') ^
-                        "{" ^ (String.concat "; "
-                                 (List.map
-                                    (fun (p, e) ->
-                                       "(" ^ (Utils.string_of_pos p) ^ ", " ^ 
-                                         (Inference.string_of_equality e) ^ ")")
-                                    (PosEqSet.elements v))) ^ "}"
-                  | None -> "" 
-              in
-              let rest =
-                String.concat "\n"
-                  (PSMap.fold
-                     (fun k v s ->
-                        let ks = CicPp.ppterm k in
-                        let rs = to_string (level+1) v in
-                          ((String.make (2 * level) ' ') ^ ks ^ "\n" ^ rs)::s)
-                     map [])
-              in
-                s ^ rest
-        in
-          to_string 0 tree
-      ;;
-*)
+      let iter dt f = DiscriminationTree.iter (fun p x -> f p x) dt;;
 
-      let index (tree,arity) term info =
-        let ps = path_string_of_term arity term in
+      let index tree term info =
+        let ps = I.path_string_of term in
         let ps_set =
-          try DiscriminationTree.find ps tree 
-          with Not_found -> A.empty in
-        let tree = DiscriminationTree.add ps (A.add info ps_set) tree in
-        tree,arity
-      ;;
-
-(*
-      let index tree equality =
-        let _, _, (_, l, r, ordering), _, _ = equality in
-        let psl = path_string_of_term l
-        and psr = path_string_of_term r in
-        let index pos tree ps =
-          let ps_set =
-            try DiscriminationTree.find ps tree with Not_found -> PosEqSet.empty in
-          let tree =
-            DiscriminationTree.add ps (PosEqSet.add (pos, equality) ps_set) tree in
-            tree
+          try DiscriminationTree.find ps tree with Not_found -> A.empty 
         in
-          match ordering with
-            | Utils.Gt -> index Utils.Left tree psl
-            | Utils.Lt -> index Utils.Right tree psr
-            | _ ->
-                let tree = index Utils.Left tree psl in
-                  index Utils.Right tree psr
+        DiscriminationTree.add ps (A.add info ps_set) tree
       ;;
-*)
 
-      let remove_index (tree,arity) term info =
-        let ps = path_string_of_term arity term in
+      let remove_index tree term info =
+        let ps = I.path_string_of term in
         try
           let ps_set = A.remove info (DiscriminationTree.find ps tree) in
-          if A.is_empty ps_set then
-            DiscriminationTree.remove ps tree,arity
-          else
-            DiscriminationTree.add ps ps_set tree,arity
-        with Not_found ->
-          tree,arity
+          if A.is_empty ps_set then DiscriminationTree.remove ps tree
+          else DiscriminationTree.add ps ps_set tree
+        with Not_found -> tree
       ;;
 
-(*
-let remove_index tree equality =
-  let _, _, (_, l, r, ordering), _, _ = equality in
-  let psl = path_string_of_term l
-  and psr = path_string_of_term r in
-  let remove_index pos tree ps =
-    try
-      let ps_set =
-        PosEqSet.remove (pos, equality) (DiscriminationTree.find ps tree) in
-      if PosEqSet.is_empty ps_set then
-        DiscriminationTree.remove ps tree
-      else
-        DiscriminationTree.add ps ps_set tree
-    with Not_found ->
-      tree
-  in
-  match ordering with
-  | Utils.Gt -> remove_index Utils.Left tree psl
-  | Utils.Lt -> remove_index Utils.Right tree psr
-  | _ ->
-      let tree = remove_index Utils.Left tree psl in
-      remove_index Utils.Right tree psr
-;;
-*)
-
-
-      let in_index (tree,arity) term test =
-        let ps = path_string_of_term arity term in
+      let in_index tree term test =
+        let ps = I.path_string_of term in
         try
           let ps_set = DiscriminationTree.find ps tree in
           A.exists test ps_set
-        with Not_found ->
-          false
-      ;;
-
-(*
-      let in_index tree equality =
-        let _, _, (_, l, r, ordering), _, _ = equality in
-        let psl = path_string_of_term l
-        and psr = path_string_of_term r in
-        let meta_convertibility = Inference.meta_convertibility_eq equality in
-        let ok ps =
-          try
-            let set = DiscriminationTree.find ps tree in
-              PosEqSet.exists (fun (p, e) -> meta_convertibility e) set
-          with Not_found ->
-            false
-        in
-          (ok psl) || (ok psr)
-;;
-*)
-
-
-      let head_of_term = function
-        | Cic.Appl (hd::tl) -> hd
-        | term -> term
-      ;;
-
-      let rec skip_prods = function
-        | Cic.Prod (_,_,t) -> skip_prods t
-        | term -> term
+        with Not_found -> false
       ;;
 
-      let rec subterm_at_pos pos term =
-        match pos with
-          | [] -> term
-          | index::pos ->
-              match term with
-                | Cic.Appl l ->
-                    (try subterm_at_pos pos (List.nth l index)
-                     with Failure _ -> raise Not_found)
-                | _ -> raise Not_found
-      ;;
-
-
-      let rec after_t pos term =
-        let pos' =
-          match pos with
-            | [] -> raise Not_found
-            | pos -> 
-                List.fold_right 
-                  (fun i r -> if r = [] then [i+1] else i::r) pos []
-        in
-          try
-            ignore(subterm_at_pos pos' term ); pos'
-          with Not_found ->
-            let pos, _ =
-              List.fold_right
-                (fun i (r, b) -> if b then (i::r, true) else (r, true))
-                pos ([], false)
-            in
-              after_t pos term
+      (* You have h(f(x,g(y,z)),t) whose path_string_of_term_with_jl is 
+         (h,2).(f,2).(x,0).(g,2).(y,0).(z,0).(t,0) and you are at f and want to
+         skip all its progeny, thus you want to reach t.
+      
+         You need to skip as many elements as the sum of all arieties contained
+          in the progeny of f.
+      
+         The input ariety is the one of f while the path is x.g....t  
+         Should be the equivalent of after_t in the literature (handbook A.R.)
+       *)
+      let rec skip arity path =
+        if arity = 0 then path else match path with 
+        | [] -> assert false 
+        | m::tl -> skip (arity-1+arity_of m) tl
       ;;
 
-
-      let next_t pos term =
-        let t = subterm_at_pos pos term in
-          try
-            let _ = subterm_at_pos [1] t in
-              pos @ [1]
-          with Not_found ->
-            match pos with
-              | [] -> [1]
-              | pos -> after_t pos term
-      ;;     
-
-      let retrieve_generalizations (tree,arity) term =
-        let term = skip_prods term in
-        let rec retrieve tree term pos =
-          match tree with
-            | DiscriminationTree.Node (Some s, _) when pos = [] -> s
-            | DiscriminationTree.Node (_, map) ->
-                let res =
-                  let hd_term = 
-                    elem_of_cic (head_of_term (subterm_at_pos pos term)) 
-                  in
-                  if hd_term = Variable then A.empty else
-                  try
-                    let n = PSMap.find hd_term map in
-                      match n with
-                        | DiscriminationTree.Node (Some s, _) -> s
-                        | DiscriminationTree.Node (None, _) ->
-                            let newpos = 
-                              try next_t pos term 
-                              with Not_found -> [] 
-                            in
-                              retrieve n term newpos
-                  with Not_found ->
-                    A.empty
-                in
-                  try
-                    let n = PSMap.find Variable map in
-                    let newpos = try after_t pos term with Not_found -> [-1] in
-                      if newpos = [-1] then
-                        match n with
-                          | DiscriminationTree.Node (Some s, _) -> A.union s res
-                          | _ -> res
-                      else
-                        A.union res (retrieve n term newpos)
-                  with Not_found ->
-                    res
+      (* the equivalent of skip, but on the index, thus the list of trees
+         that are rooted just after the term represented by the tree root
+         are returned (we are skipping the root) *)
+      let skip_root = function DiscriminationTree.Node (value, map) ->
+        let rec get n = function DiscriminationTree.Node (v, m) as tree ->
+           if n = 0 then [tree] else 
+           PSMap.fold (fun k v res -> (get (n-1 + arity_of k) v) @ res) m []
         in
-          retrieve tree term []
+          PSMap.fold (fun k v res -> (get (arity_of k) v) @ res) map []
       ;;
 
-
-      let jump_list arities = function
-        | DiscriminationTree.Node (value, map) ->
-            let rec get n tree =
-              match tree with
-                | DiscriminationTree.Node (v, m) ->
-                    if n = 0 then
-                      [tree]
-                    else
-                      PSMap.fold
-                        (fun k v res ->
-                           let a = 
-                             try Hashtbl.find arities k 
-                             with Not_found -> 0 
-                           in
-                             (get (n-1 + a) v) @ res) m []
-            in
-              PSMap.fold
-                (fun k v res ->
-                   let arity = try Hashtbl.find arities k with Not_found -> 0 in
-                     (get arity v) @ res)
-                map []
+      let retrieve unif tree term =
+        let path = I.path_string_of term in
+        let rec retrieve path tree =
+          match tree, path with
+          | DiscriminationTree.Node (Some s, _), [] -> s
+          | DiscriminationTree.Node (None, _), [] -> A.empty 
+          | DiscriminationTree.Node (_, map), Variable::path when unif ->
+              List.fold_left A.union A.empty
+                (List.map (retrieve path) (skip_root tree))
+          | DiscriminationTree.Node (_, map), node::path ->
+              A.union
+                 (if not unif && node = Variable then A.empty else
+                  try retrieve path (PSMap.find node map)
+                  with Not_found -> A.empty)
+                 (try
+                    match PSMap.find Variable map,skip (arity_of node) path with
+                    | DiscriminationTree.Node (Some s, _), [] -> s
+                    | n, path -> retrieve path n
+                  with Not_found -> A.empty)
+       in
+        retrieve path tree
       ;;
 
-
-      let retrieve_unifiables (tree,arities) term =
-        let term = skip_prods term in
-        let rec retrieve tree term pos =
-          match tree with
-            | DiscriminationTree.Node (Some s, _) when pos = [] -> s
-            | DiscriminationTree.Node (_, map) ->
-                let subterm =
-                  try Some (subterm_at_pos pos term) with Not_found -> None
-                in
-                match subterm with
-                | None -> A.empty
-                | Some (Cic.Meta _) ->
-                      let newpos = try next_t pos term with Not_found -> [] in
-                      let jl = jump_list arities tree in
-                        List.fold_left
-                          (fun r s -> A.union r s)
-                          A.empty
-                          (List.map (fun t -> retrieve t term newpos) jl)
-                  | Some subterm ->
-                      let res = 
-                        let hd_term = elem_of_cic (head_of_term subterm) in
-                        if hd_term = Variable then A.empty else
-                        try
-                          let n = PSMap.find hd_term map in
-                            match n with
-                              | DiscriminationTree.Node (Some s, _) -> s
-                              | DiscriminationTree.Node (None, _) ->
-                                  retrieve n term (next_t pos term)
-                        with Not_found ->
-                          A.empty
-                      in
-                        try
-                          let n = PSMap.find Variable map in
-                          let newpos = 
-                            try after_t pos term 
-                            with Not_found -> [-1] 
-                          in
-                            if newpos = [-1] then
-                              match n with
-                                | DiscriminationTree.Node (Some s, _) -> 
-                                    A.union s res
-                                | _ -> res
-                            else
-                              A.union res (retrieve n term newpos)
-                        with Not_found ->
-                          res
-      in
-        retrieve tree term []
+      let retrieve_generalizations tree term = retrieve false tree term;;
+      let retrieve_unifiables tree term = retrieve true tree term;;
   end
 ;;