]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/software/components/ng_paramodulation/superposition.ml
Rewrote the main loop for paramodulation
[helm.git] / helm / software / components / ng_paramodulation / superposition.ml
index 046799a775149470bd7162252b023e582ffb9e99..82fe83037b0a92ebe287dcd4114aa716b2d99c0c 100644 (file)
@@ -15,7 +15,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
   struct
     module IDX = Index.Index(B)
     module Unif = FoUnif.Founif(B)
-    module Subst = FoSubst.Subst(B)
+    module Subst = FoSubst (*.Subst(B)*)
     module Order = Orderings.Orderings(B)
     module Utils = FoUtils.Utils(B)
     module Pp = Pp.Pp(B)
@@ -23,7 +23,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
     exception Success of B.t Terms.bag * int * B.t Terms.unit_clause
 
     let debug s =
-      ()(* prerr_endline s *)
+       () (* prerr_endline s *)
     ;;
 
     let rec list_first f = function
@@ -35,7 +35,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
       let rec aux pos ctx = function
       | Terms.Leaf _ as t -> f t pos ctx 
       | Terms.Var _ -> None
-      | Terms.Node l as t-> 
+      | Terms.Node l as t->
           match f t pos ctx with
           | Some _ as x -> x
           | None ->
@@ -72,6 +72,14 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
       in
         aux pos ctx t
     ;;
+
+    let vars_of_term t =
+      let rec aux acc = function
+       | Terms.Leaf _ -> acc
+       | Terms.Var i -> if (List.mem i acc) then acc else i::acc
+       | Terms.Node l -> List.fold_left aux acc l
+      in aux [] t
+    ;;
     
     let build_clause bag filter rule t subst vl id id2 pos dir =
       let proof = Terms.Step(rule,id,id2,dir,pos,subst) in
@@ -85,7 +93,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
           | t -> Terms.Predicate t
         in
         let bag, uc = 
-          Utils.add_to_bag bag (0, literal, vl, proof)
+          Utils.add_to_bag bag (0, literal, vars_of_term t, proof)
         in
         Some (bag, uc)
       else
@@ -112,7 +120,7 @@ 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: " ^ 
@@ -125,26 +133,48 @@ 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 =
-      debug ("Demodulating : " ^ (Pp.pp_unit_clause (id, literal, vl, pr)));
-      let t = 
-        match literal with
-        | Terms.Predicate t -> t
-        | Terms.Equation (l,r,ty,_) -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; r ]
-      in
-      match first_position [] (fun x -> x) t (demod table vl) with
-      | None -> None
-      | Some (newt, subst, varlist, id2, pos, dir) ->
-          build_clause bag (fun _ -> true) Terms.Demodulation 
-            newt subst varlist id id2 pos dir
+    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,_) ->
+       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) ->
+             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
+               (demod table vl)
+             with
+               | None -> None
+               | Some (newt, subst, varlist, 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 *)
@@ -154,7 +184,26 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
       | _ -> false
     ;;
 
-    let is_subsumed ~unify (id, lit, vl, _) table =
+    let build_new_clause bag maxvar filter rule t subst vl id id2 pos dir =
+      let maxvar, vl, relocsubst = Utils.relocate maxvar vl in
+      let subst = Subst.concat relocsubst subst in
+      match build_clause bag filter rule t subst vl id id2 pos dir with
+      | Some (bag, c) -> Some ((bag, maxvar), c)
+      | None -> None
+    ;;
+
+
+    let fold_build_new_clause bag maxvar id rule filter res =
+      let (bag, maxvar), res =
+       HExtlib.filter_map_acc 
+         (fun (bag, maxvar) (t,subst,vl,id2,pos,dir) ->
+            build_new_clause bag maxvar filter rule t subst vl id id2 pos dir)
+         (bag, maxvar) res
+      in
+       bag, maxvar, res
+    ;;
+
+    let is_subsumed ~unify bag maxvar (id, lit, vl, _) table =
       match lit with
       | Terms.Predicate _ -> assert false
       | Terms.Equation (l,r,ty,_) -> 
@@ -163,48 +212,79 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
           let lcands = retrieve table l in
           let rcands = retrieve table r in
           let f b c = 
-            let dir, l, r, vl = 
+            let id, dir, l, r, vl = 
               match c with
-              | (d, (_,Terms.Equation (l,r,ty,_),vl,_))-> d, l, r, vl
+              | (d, (id,Terms.Equation (l,r,ty,_),vl,_))-> id, d, l, r, vl
               |_ -> assert false 
             in 
-            let l, r = if (dir = Terms.Left2Right) = b then l,r else r,l in
-            Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; r ], vl
+           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
-            List.exists 
-              (fun (c, vl1) ->
-                try ignore(Unif.unification (vl@vl1) locked_vars c t); true
-                with FoUnif.UnificationFailure _ -> false)
-              (cands1 @ cands2)
+         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)
     ;;
 
     (* demodulate and check for subsumption *)
-    let simplify table bag clause = 
+    let simplify table maxvar bag clause = 
       let bag, clause = demodulate bag clause table in
       if is_identity_clause clause then None
       else
-        if is_subsumed ~unify:false clause table then None
-        else Some (bag, clause)
+        match is_subsumed ~unify:false bag maxvar clause table with
+         | None -> Some (bag, clause)
+         | Some _ -> None
+    ;;
+
+    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) ->
+           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 ->
+                  match simplify ctable maxvar bag c with
+                    |None -> acc (* an active clause as been discarded *)
+                    |Some (bag, c1) ->
+                       bag, c :: alist, IDX.index_unit_clause atable c)
+               (bag,[],IDX.DT.empty) alist
+           in
+             Some (clause, bag, (alist,atable))
     ;;
 
-    let simplification_step ~new_cl cl (alist,atable) bag new_clause =
+    let simplification_step ~new_cl cl (alist,atable) bag maxvar new_clause =
       let atable1 =
        if new_cl then atable else
        IDX.index_unit_clause atable cl
       in
-       match simplify atable1 bag new_clause with
-         | None -> (Some cl, None)
+       (* 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) ->
+             (* 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 ->
-                    match simplify ctable bag c with
-                      |None -> acc
+                    match simplify ctable maxvar bag c with
+                      |None -> acc (* an active clause as been discarded *)
                       |Some (bag, c1) ->
                            if (c1 == c) then 
                              bag, newa, c :: alist,
@@ -216,17 +296,19 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
                if new_cl then
                  (Some cl, Some (clause, (alist,atable), newa, bag))
                else
-                 match simplify ctable bag cl with
+                 (* if new_clause is not cl, we simplify cl with clause *)
+                 match simplify ctable maxvar bag cl with
                    | None ->
+                       (* cl has been discarded *)
                        (None, Some (clause, (alist,atable), newa, bag))
                    | Some (bag,cl1) ->
                        (Some cl1, Some (clause, (alist,atable), newa, bag))
     ;;
 
-    let keep_simplified cl (alist,atable) bag =
+    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 cl with
+         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)) ->
@@ -237,7 +319,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
            | [] -> Some (cl, bag, (alist,atable))
            | hd::tl ->
                match simplification_step ~new_cl cl
-                 (alist,atable) bag hd with
+                 (alist,atable) bag maxvar hd with
                  | (None,None) -> assert false
                  | (Some _,None) ->
                      keep_simplified_aux ~new_cl cl (alist,atable) bag tl
@@ -255,9 +337,13 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
     (* 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) || (is_subsumed ~unify:true clause table)
+      if (is_identity_clause clause)
       then raise (Success (bag, maxvar, clause))
-      else bag, clause
+      else match is_subsumed ~unify:true bag maxvar clause table with
+       | None -> bag, clause
+       | Some ((bag,maxvar),c) -> 
+           debug "Goal subsumed";
+           raise (Success (bag,maxvar,c))
     ;;
 
     (* =================== inference ===================== *)
@@ -293,25 +379,6 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
         (IDX.ClauseSet.elements cands)
     ;;
 
-    let build_new_clause bag maxvar filter rule t subst vl id id2 pos dir =
-      let maxvar, vl, relocsubst = Utils.relocate maxvar vl in
-      let subst = Subst.concat relocsubst subst in
-      match build_clause bag filter rule t subst vl id id2 pos dir with
-      | Some (bag, c) -> Some ((bag, maxvar), c)
-      | None -> None
-    ;;
-
-
-    let fold_build_new_clause bag maxvar id rule filter res =
-      let (bag, maxvar), res =
-       HExtlib.filter_map_acc 
-         (fun (bag, maxvar) (t,subst,vl,id2,pos,dir) ->
-            build_new_clause bag maxvar filter rule t subst vl id id2 pos dir)
-         (bag, maxvar) res
-      in
-       bag, maxvar, res
-    ;;
-
     (* Superposes selected equation with equalities in table *)
     let superposition_with_table bag maxvar (id,selected,vl,_) table =
       match selected with 
@@ -321,7 +388,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
             (fun _ -> true)
             (all_positions [3] 
               (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; x ])
-              r (superposition table vl))          
+              r (superposition table vl))
       | Terms.Equation (l,r,ty,Terms.Gt) ->
           fold_build_new_clause bag maxvar id Terms.Superposition
             (fun _ -> true)
@@ -384,8 +451,10 @@ 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) bag new_clauses
+        HExtlib.filter_map_acc (simplify atable maxvar) bag new_clauses
       in
        debug "Demodulated new clauses";
       bag, maxvar, (alist, atable), new_clauses
@@ -393,21 +462,20 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
 
     let infer_left bag maxvar goal (_alist, atable) =
        (* We superpose the goal with active clauses *)
-      let bag, maxvar, new_goals =
+      let bag, maxvar, new_goals =     
         superposition_with_table bag maxvar goal atable 
       in
-       (* We demodulate the goal with active clauses *)
+       debug "Superposed goal 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) 
+            let bag, g = simplify_goal maxvar atable bag g in
+             bag,g::acc)
          (bag, []) new_goals
       in
+       debug "Simplified new goals with active clauses";
       bag, maxvar, List.rev new_goals
     ;;
 
   end
-
-
-