]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/software/components/ng_paramodulation/superposition.ml
Implemented orphan murdering technique
[helm.git] / helm / software / components / ng_paramodulation / superposition.ml
index aef672c144f5b2ba307626217ce5d122260a8812..8070b4b5db69a2334ccc1e536009ae38895136ea 100644 (file)
@@ -22,9 +22,8 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
     
     exception Success of B.t Terms.bag * int * B.t Terms.unit_clause
 
-    let debug s =
-       () (* prerr_endline s *)
-    ;;
+    let debug s = prerr_endline s;;
+    let debug _ = ();;
 
     let rec list_first f = function
       | [] -> None
@@ -120,7 +119,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
                    let newside = Subst.apply_subst subst newside in
                    let o = Order.compare_terms newside side in
                    (* Riazanov, pp. 45 (ii) *)
-                   if o = Terms.Lt then  
+                   if o = Terms.Lt then
                      Some (context newside, subst, varlist, id, pos, dir)
                    else 
                      ((*prerr_endline ("Filtering: " ^ 
@@ -133,20 +132,25 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
         (IDX.ClauseSet.elements cands)
     ;;
 
-    (* XXX: possible optimization, if the literal has a "side" already
-     * in normal form we should not traverse it again *)
-    let demodulate_once bag (id, literal, vl, pr) table =
+    let demodulate_once ~jump_to_right bag (id, literal, vl, pr) table =
       (* debug ("Demodulating : " ^ (Pp.pp_unit_clause (id, literal, vl, pr)));*)
       match literal with
       | Terms.Predicate t -> assert false
       | Terms.Equation (l,r,ty,_) ->
-        match first_position [2]
-         (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; x; r ]) l
-         (demod table vl)
-       with
+       let left_position = if jump_to_right then None else
+         first_position [2]
+           (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; x; r ]) l
+           (demod table vl)
+       in
+        match left_position with
          | Some (newt, subst, varlist, id2, pos, dir) ->
-             build_clause bag (fun _ -> true) Terms.Demodulation 
-               newt subst varlist id id2 pos dir
+             begin
+               match build_clause bag (fun _ -> true) Terms.Demodulation 
+                 newt subst varlist id id2 pos dir
+               with
+                 | None -> assert false
+                 | Some x -> Some (x,false)
+             end
          | None ->
              match first_position
                [3] (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; x ]) r
@@ -154,21 +158,32 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
              with
                | None -> None
                | Some (newt, subst, varlist, id2, pos, dir) ->
-                   build_clause bag (fun _ -> true) Terms.Demodulation 
-                     newt subst varlist id id2 pos dir
+                   match build_clause bag (fun _ -> true)
+                     Terms.Demodulation newt subst varlist id id2 pos dir
+                   with
+                       | None -> assert false
+                       | Some x -> Some (x,true)
     ;;
 
-    let rec demodulate bag clause table =
-      match demodulate_once bag clause table with
+    let rec demodulate ~jump_to_right bag clause table =
+      match demodulate_once ~jump_to_right bag clause table with
       | None -> bag, clause
-      | Some (bag, clause) -> demodulate bag clause table
+      | Some ((bag, clause),r) -> demodulate ~jump_to_right:r
+         bag clause table
+    ;;
+
+    let demodulate bag clause table = demodulate ~jump_to_right:false
+      bag clause table
     ;;
 
     (* move away *)
-    let is_identity_clause = function
+    let is_identity_clause ~unify = function
       | _, Terms.Equation (_,_,_,Terms.Eq), _, _ -> true
-      | _, Terms.Predicate _, _, _ -> assert false
-      | _ -> false
+      | _, Terms.Equation (l,r,_,_), vl, proof when unify ->
+         (try ignore(Unif.unification vl [] l r); true
+         with FoUnif.UnificationFailure _ -> false)
+      | _, Terms.Equation (_,_,_,_), _, _ -> false
+      | _, Terms.Predicate _, _, _ -> assert false       
     ;;
 
     let build_new_clause bag maxvar filter rule t subst vl id id2 pos dir =
@@ -179,7 +194,6 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
       | None -> None
     ;;
 
-
     let fold_build_new_clause bag maxvar id rule filter res =
       let (bag, maxvar), res =
        HExtlib.filter_map_acc 
@@ -190,67 +204,163 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
        bag, maxvar, res
     ;;
 
+    
+    let rewrite_eq ~unify l r ty vl table =
+      let retrieve = if unify then IDX.DT.retrieve_unifiables
+      else IDX.DT.retrieve_generalizations in
+      let lcands = retrieve table l in
+      let rcands = retrieve table r in
+      let f b c = 
+        let id, dir, l, r, vl = 
+          match c with
+            | (d, (id,Terms.Equation (l,r,ty,_),vl,_))-> id, d, l, r, vl
+            |_ -> assert false 
+        in 
+       let reverse = (dir = Terms.Left2Right) = b in
+        let l, r, proof_rewrite_dir = if reverse then l,r,Terms.Left2Right
+       else r,l, Terms.Right2Left in
+          (id,proof_rewrite_dir,Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; r ], vl)
+      in
+      let cands1 = List.map (f true) (IDX.ClauseSet.elements lcands) in
+      let cands2 = List.map (f false) (IDX.ClauseSet.elements rcands) in
+      let t = Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; r ] in
+      let locked_vars = if unify then [] else vl in
+      let rec aux = function
+       | [] -> None
+       | (id2,dir,c,vl1)::tl ->
+           try
+             let subst,vl1 = Unif.unification (vl@vl1) locked_vars c t in
+              Some (id2, dir, subst)
+           with FoUnif.UnificationFailure _ -> aux tl
+      in
+       aux (cands1 @ cands2)
+    ;;
+
     let is_subsumed ~unify bag maxvar (id, lit, vl, _) table =
       match lit with
       | Terms.Predicate _ -> assert false
       | Terms.Equation (l,r,ty,_) -> 
-         let retrieve = if unify then IDX.DT.retrieve_unifiables
-         else IDX.DT.retrieve_generalizations in
-          let lcands = retrieve table l in
-          let rcands = retrieve table r in
-          let f b c = 
-            let id, dir, l, r, vl = 
-              match c with
-              | (d, (id,Terms.Equation (l,r,ty,_),vl,_))-> id, d, l, r, vl
-              |_ -> assert false 
-            in 
-           let reverse = (dir = Terms.Left2Right) = b in
-            let l, r, proof_rewrite_dir = if reverse then l,r,Terms.Left2Right
-           else r,l, Terms.Right2Left in
-            (id,proof_rewrite_dir,Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; r ], vl)
-          in
-          let cands1 = List.map (f true) (IDX.ClauseSet.elements lcands) in
-          let cands2 = List.map (f false) (IDX.ClauseSet.elements rcands) in
-          let t = Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; r ] in
-         let locked_vars = if unify then [] else vl in
-         let rec aux = function
-           | [] -> None
-           | (id2,dir,c,vl1)::tl ->
-               try
-                 let subst,vl1 = Unif.unification (vl@vl1) locked_vars c t in
-                 let id_t = Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; r; r ] in
-                   build_new_clause bag maxvar (fun _ -> true)
-                     Terms.Superposition id_t subst [] id id2 [2] dir 
-               with FoUnif.UnificationFailure _ -> aux tl
-         in
-           aux (cands1 @ cands2)
+          match rewrite_eq ~unify l r ty vl table with
+           | None -> None
+           | Some (id2, dir, subst) ->
+               let id_t = Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; r; r ] in
+                 build_new_clause bag maxvar (fun _ -> true)
+                   Terms.Superposition id_t subst [] id id2 [2] dir 
+    ;;
+    (* id refers to a clause proving contextl l = contextr r *)
+
+    let rec deep_eq ~unify l r ty pos contextl contextr table acc =
+      match acc with 
+      | None -> None
+      | Some(bag,maxvar,(id,lit,vl,p),subst) -> 
+         let l = Subst.apply_subst subst l in 
+         let r = Subst.apply_subst subst r in 
+           try 
+             let subst1,vl1 = Unif.unification vl [] l r in
+              let lit = 
+                match lit with Terms.Predicate _ -> assert false
+                  | Terms.Equation (l,r,ty,o) -> 
+                     Terms.Equation (FoSubst.apply_subst subst1 l,
+                       FoSubst.apply_subst subst1 r, ty, o)
+             in
+               Some(bag,maxvar,(id,lit,vl1,p),Subst.concat subst1 subst)
+           with FoUnif.UnificationFailure _ -> 
+             match rewrite_eq ~unify l r ty vl table with
+              | Some (id2, dir, subst1) ->
+                 let newsubst = Subst.concat subst1 subst in
+                 let id_t = 
+                    FoSubst.apply_subst newsubst
+                     (Terms.Node[Terms.Leaf B.eqP;ty;contextl r;contextr r]) 
+                 in
+                   (match 
+                     build_new_clause bag maxvar (fun _ -> true)
+                       Terms.Superposition id_t 
+                         subst1 [] id id2 (pos@[2]) dir 
+                   with
+                   | Some ((bag, maxvar), c) -> 
+                       Some(bag,maxvar,c,newsubst)
+                   | None -> assert false)
+             | None ->
+                 match l,r with 
+                 | Terms.Node (a::la), Terms.Node (b::lb) when 
+                     a = b && List.length la = List.length lb ->
+                      let acc,_,_,_ =
+                       List.fold_left2 
+                         (fun (acc,pre,postl,postr) a b -> 
+                             let newcl = 
+                             fun x -> contextl(Terms.Node (pre@(x::postl))) in
+                             let newcr = 
+                             fun x -> contextr(Terms.Node (pre@(x::postr))) in
+                             let newpos = List.length pre::pos in
+                             let footail l =
+                               if l = [] then [] else List.tl l in
+                               (deep_eq ~unify a b ty 
+                                newpos newcl newcr table acc,pre@[b],
+                                 footail postl, footail postr))
+                         (acc,[a],List.tl la,List.tl lb) la lb
+                     in acc
+                  | _,_ -> None
+    ;;
+
+    let rec orphan_murder bag acc i =
+      match Terms.M.find i bag with
+       | (_,_,_,Terms.Exact _),discarded -> (discarded,acc)
+       | (_,_,_,Terms.Step (_,i1,i2,_,_,_)),true -> (true,acc)
+       | (_,_,_,Terms.Step (_,i1,i2,_,_,_)),false ->
+            if (List.mem i acc) then (false,acc)
+            else match orphan_murder bag acc i1 with
+             | (true,acc) -> (true,acc)
+             | (false,acc) ->
+                 let (res,acc) = orphan_murder bag acc i2 in
+                 if res then res,acc else res,i::acc
+    ;;
+
+    let orphan_murder bag actives cl =
+      let (id,_,_,_) = cl in
+      let actives = List.map (fun (i,_,_,_) -> i) actives in
+      let (res,_) = orphan_murder bag actives id in
+       if res then debug "Orphan murdered"; res
     ;;
 
     (* demodulate and check for subsumption *)
     let simplify table maxvar bag clause = 
-      let bag, clause = demodulate bag clause table in
-      if is_identity_clause clause then None
+      if is_identity_clause ~unify:false clause then bag,None
+      (* else if orphan_murder bag actives clause then bag,None *)
+      else let bag, clause = demodulate bag clause table in
+      if is_identity_clause ~unify:false clause then bag,None
       else
         match is_subsumed ~unify:false bag maxvar clause table with
-         | None -> Some (bag, clause)
-         | Some _ -> None
+         | None -> bag, Some clause
+         | Some _ -> bag, None
+    ;;
+
+    let simplify table maxvar bag clause =
+      match simplify table maxvar bag clause with
+       | bag, None -> let (id,_,_,_) = clause in
+           Terms.M.add id (clause,true) bag, None
+       | bag, Some clause -> bag, Some clause
+    (*let (id,_,_,_) = clause in
+           if orphan_murder bag clause then
+             Terms.M.add id (clause,true) bag, Some clause
+           else bag, Some clause*)
     ;;
 
     let one_pass_simplification new_clause (alist,atable) bag maxvar =
       match simplify atable maxvar bag new_clause with
-       | None -> None (* new_clause has been discarded *)
-       | Some (bag, clause) ->
+       | bag,None -> bag,None (* new_clause has been discarded *)
+       | bag,(Some clause) ->
            let ctable = IDX.index_unit_clause IDX.DT.empty clause in
            let bag, alist, atable = 
              List.fold_left 
-               (fun (bag, alist, atable as acc) c ->
+               (fun (bag, alist, atable) c ->
                   match simplify ctable maxvar bag c with
-                    |None -> acc (* an active clause as been discarded *)
-                    |Some (bag, c1) ->
+                    |bag,None -> (bag,alist,atable)
+                       (* an active clause as been discarded *)
+                    |bag,Some c1 ->
                        bag, c :: alist, IDX.index_unit_clause atable c)
                (bag,[],IDX.DT.empty) alist
            in
-             Some (clause, bag, (alist,atable))
+             bag, Some (clause, (alist,atable))
     ;;
 
     let simplification_step ~new_cl cl (alist,atable) bag maxvar new_clause =
@@ -261,18 +371,20 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
        (* Simplification of new_clause with :      *
         * - actives and cl if new_clause is not cl *
         * - only actives otherwise                 *)
-       match simplify atable1 maxvar bag new_clause with
-         | None -> (Some cl, None) (* new_clause has been discarded *)
-         | Some (bag, clause) ->
+       match
+         simplify atable1 maxvar bag new_clause with
+         | bag,None -> bag,(Some cl, None) (* new_clause has been discarded *)
+         | bag,Some clause ->
              (* Simplification of each active clause with clause *
               * which is the simplified form of new_clause       *)
               let ctable = IDX.index_unit_clause IDX.DT.empty clause in
              let bag, newa, alist, atable = 
                List.fold_left 
-                 (fun (bag, newa, alist, atable as acc) c ->
+                 (fun (bag, newa, alist, atable) c ->
                     match simplify ctable maxvar bag c with
-                      |None -> acc (* an active clause as been discarded *)
-                      |Some (bag, c1) ->
+                      |bag,None -> (bag, newa, alist, atable)
+                         (* an active clause as been discarded *)
+                      |bag,Some c1 ->
                            if (c1 == c) then 
                              bag, newa, c :: alist,
                            IDX.index_unit_clause atable c
@@ -281,37 +393,37 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
                  (bag,[],[],IDX.DT.empty) alist
              in
                if new_cl then
-                 (Some cl, Some (clause, (alist,atable), newa, bag))
+                 bag, (Some cl, Some (clause, (alist,atable), newa))
                else
                  (* if new_clause is not cl, we simplify cl with clause *)
                  match simplify ctable maxvar bag cl with
-                   | None ->
+                   | bag,None ->
                        (* cl has been discarded *)
-                       (None, Some (clause, (alist,atable), newa, bag))
-                   | Some (bag,cl1) ->
-                       (Some cl1, Some (clause, (alist,atable), newa, bag))
+                       bag,(None, Some (clause, (alist,atable), newa))
+                   | bag,Some cl1 ->
+                       bag,(Some cl1, Some (clause, (alist,atable), newa))
     ;;
 
     let keep_simplified cl (alist,atable) bag maxvar =
       let rec keep_simplified_aux ~new_cl cl (alist,atable) bag newc =
        if new_cl then
          match simplification_step ~new_cl cl (alist,atable) bag maxvar cl with
-           | (None, _) -> assert false
-           | (Some _, None) -> None
-           | (Some _, Some (clause, (alist,atable), newa, bag)) ->
+           | _,(None, _) -> assert false
+           | bag,(Some _, None) -> bag,None
+           | bag,(Some _, Some (clause, (alist,atable), newa)) ->
                keep_simplified_aux ~new_cl:(cl!=clause) clause (alist,atable)
                  bag (newa@newc)
        else
          match newc with
-           | [] -> Some (cl, bag, (alist,atable))
+           | [] -> bag, Some (cl, (alist,atable))
            | hd::tl ->
                match simplification_step ~new_cl cl
                  (alist,atable) bag maxvar hd with
-                 | (None,None) -> assert false
-                 | (Some _,None) ->
+                 | _,(None,None) -> assert false
+                 | bag,(Some _,None) ->
                      keep_simplified_aux ~new_cl cl (alist,atable) bag tl
-                 | (None, Some _) -> None
-                 | (Some cl1, Some (clause, (alist,atable), newa, bag)) ->
+                 | bag,(None, Some _) -> bag,None
+                 | bag,(Some cl1, Some (clause, (alist,atable), newa)) ->
                      let alist,atable =
                        (clause::alist, IDX.index_unit_clause atable clause)
                      in
@@ -319,18 +431,47 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
                          bag (newa@tl)
       in
        keep_simplified_aux ~new_cl:true cl (alist,atable) bag []
-    ;;                 
-         
+    ;;
+
+    let are_alpha_eq cl1 cl2 =
+      let get_term (_,lit,_,_) =
+       match lit with
+         | Terms.Predicate _ -> assert false
+         | Terms.Equation (l,r,ty,_) ->
+             Terms.Node [Terms.Leaf B.eqP; ty; l ; r]
+      in
+       try ignore(Unif.alpha_eq (get_term cl1) (get_term cl2)) ; true
+       with FoUnif.UnificationFailure _ -> false
+;;
+
     (* this is like simplify but raises Success *)
-    let simplify_goal maxvar table bag clause = 
-      let bag, clause = demodulate bag clause table in
-      if (is_identity_clause clause)
+    let simplify_goal ~no_demod maxvar table bag g_actives clause = 
+      let bag, clause = 
+       if no_demod then bag, clause else demodulate bag clause table 
+      in
+      if List.exists (are_alpha_eq clause) g_actives then None else
+      if (is_identity_clause ~unify:true clause)
       then raise (Success (bag, maxvar, clause))
+      else   
+       let (id,lit,vl,_) = clause in 
+       let l,r,ty = 
+         match lit with
+           | Terms.Equation(l,r,ty,_) -> l,r,ty
+           | _ -> assert false 
+       in
+       match deep_eq ~unify:true l r ty [] (fun x -> x) (fun x -> x) 
+         table (Some(bag,maxvar,clause,Subst.id_subst)) with
+       | None -> Some (bag,clause)
+       | Some (bag,maxvar,cl,subst) -> 
+           prerr_endline "Goal subsumed";
+           raise (Success (bag,maxvar,cl))
+(*
       else match is_subsumed ~unify:true bag maxvar clause table with
-       | None -> bag, clause
+       | None -> Some (bag, clause)
        | Some ((bag,maxvar),c) -> 
-           debug "Goal subsumed";
+           prerr_endline "Goal subsumed";
            raise (Success (bag,maxvar,c))
+*) 
     ;;
 
     (* =================== inference ===================== *)
@@ -438,8 +579,10 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
       in
        debug "Another superposition";
       let new_clauses = new_clauses @ additional_new_clauses in
+       debug (Printf.sprintf "Demodulating %d clauses"
+                (List.length new_clauses));
       let bag, new_clauses = 
-        HExtlib.filter_map_acc (simplify atable maxvar) bag new_clauses
+        HExtlib.filter_map_monad (simplify atable maxvar) bag new_clauses
       in
        debug "Demodulated new clauses";
       bag, maxvar, (alist, atable), new_clauses
@@ -451,15 +594,16 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
         superposition_with_table bag maxvar goal atable 
       in
        debug "Superposed goal with active clauses";
-       (* We demodulate the new goals with active clauses *)
+       (* We simplify the new goals with active clauses *)
       let bag, new_goals = 
         List.fold_left
          (fun (bag, acc) g -> 
-            let bag, g = demodulate bag g atable in
-            bag, g :: acc) 
+           match simplify_goal ~no_demod:false maxvar atable bag [] g with
+             | None -> assert false
+             | Some (bag,g) -> bag,g::acc)
          (bag, []) new_goals
       in
-       debug "Demodulated goal with active clauses";
+       debug "Simplified new goals with active clauses";
       bag, maxvar, List.rev new_goals
     ;;