]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/software/components/ng_paramodulation/superposition.ml
Implemented LPO
[helm.git] / helm / software / components / ng_paramodulation / superposition.ml
index 3957e925e469d895f08ba866517e8a89497e54a3..eca23e720dd9909f23ce10e2004ce6023d649470 100644 (file)
@@ -15,16 +15,15 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
   struct
     module IDX = Index.Index(B)
     module Unif = FoUnif.Founif(B)
-    module Subst = FoSubst (*.Subst(B)*)
+    module Subst = FoSubst 
     module Order = Orderings.Orderings(B)
     module Utils = FoUtils.Utils(B)
     module Pp = Pp.Pp(B)
     
     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
@@ -32,12 +31,16 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
     ;;
 
     let first_position pos ctx t f =
+      let inject_pos pos ctx = function
+       | None -> None
+       | Some (a,b,c,d,e) -> Some(ctx a,b,c,d,e,pos)
+      in
       let rec aux pos ctx = function
-      | Terms.Leaf _ as t -> f t pos ctx 
+      | Terms.Leaf _ as t -> inject_pos pos ctx (f t)
       | Terms.Var _ -> None
       | Terms.Node l as t->
-          match f t pos ctx with
-          | Some _ as x -> x
+          match f t with
+          | Some _ as x -> inject_pos pos ctx x
           | None ->
               let rec first pre post = function
                 | [] -> None
@@ -73,12 +76,27 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
         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 parallel_positions bag pos ctx id t f =
+      let rec aux bag pos ctx id = function
+      | Terms.Leaf _ as t -> f bag t pos ctx id
+      | Terms.Var _ as t -> bag,t,id
+      | Terms.Node l as t->
+          let bag,t,id1 = f bag t pos ctx id in
+           if id = id1 then
+              let bag, l, _, id = 
+               List.fold_left
+                 (fun (bag,pre,post,id) t ->
+                     let newctx = fun x -> ctx (Terms.Node (pre@[x]@post)) in
+                    let newpos = (List.length pre)::pos in
+                    let bag,newt,id = aux bag newpos newctx id t in
+                      if post = [] then bag, pre@[newt], [], id
+                       else bag, pre @ [newt], List.tl post, id)
+                 (bag, [], List.tl l, id) l
+              in
+               bag, Terms.Node l, id
+           else bag,t,id1
+      in
+        aux bag pos ctx id t
     ;;
     
     let build_clause bag filter rule t subst vl id id2 pos dir =
@@ -93,7 +111,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
           | t -> Terms.Predicate t
         in
         let bag, uc = 
-          Utils.add_to_bag bag (0, literal, vars_of_term t, proof)
+          Terms.add_to_bag (0, literal, Terms.vars_of_term t, proof) bag
         in
         Some (bag, uc)
       else
@@ -103,7 +121,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
     
     (* ============ simplification ================= *)
 
-    let demod table varlist subterm pos context =
+    let demod table varlist subterm =
       let cands = IDX.DT.retrieve_generalizations table subterm in
       list_first
         (fun (dir, (id,lit,vl,_)) ->
@@ -115,26 +133,25 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
                  let subst, varlist = 
                    Unif.unification (varlist@vl) varlist subterm side 
                  in
+                 let side = Subst.apply_subst subst side in
+                 let newside = Subst.apply_subst subst newside in
                  if o = Terms.Incomparable then
-                   let side = Subst.apply_subst subst side in
-                   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
-                     Some (context newside, subst, varlist, id, pos, dir)
+                     Some (newside, subst, varlist, id, dir)
                    else 
                      ((*prerr_endline ("Filtering: " ^ 
                         Pp.pp_foterm side ^ " =(< || =)" ^ 
                         Pp.pp_foterm newside ^ " coming from " ^ 
                         Pp.pp_unit_clause uc );*)None)
                  else
-                   Some (context newside, subst, varlist, id, pos, dir)
+                   Some (newside, subst, varlist, id, dir)
                with FoUnif.UnificationFailure _ -> None)
         (IDX.ClauseSet.elements cands)
     ;;
 
-    let demodulate_once ~jump_to_right bag (id, literal, vl, pr) table =
-      (* debug ("Demodulating : " ^ (Pp.pp_unit_clause (id, literal, vl, pr)));*)
+    let demodulate_once_old ~jump_to_right bag (id, literal, vl, pr) table =
       match literal with
       | Terms.Predicate t -> assert false
       | Terms.Equation (l,r,ty,_) ->
@@ -144,7 +161,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
            (demod table vl)
        in
         match left_position with
-         | Some (newt, subst, varlist, id2, pos, dir) ->
+         | Some (newt, subst, varlist, id2, dir, pos) ->
              begin
                match build_clause bag (fun _ -> true) Terms.Demodulation 
                  newt subst varlist id id2 pos dir
@@ -158,7 +175,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
                (demod table vl)
              with
                | None -> None
-               | Some (newt, subst, varlist, id2, pos, dir) ->
+               | Some (newt, subst, varlist, id2, dir, pos) ->
                    match build_clause bag (fun _ -> true)
                      Terms.Demodulation newt subst varlist id id2 pos dir
                    with
@@ -166,6 +183,39 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
                        | Some x -> Some (x,true)
     ;;
 
+    let parallel_demod table vl bag t pos ctx id =
+      match demod table vl t with
+       | None -> (bag,t,id)
+       | Some (newside, subst, vl, id2, dir) ->
+           match build_clause bag (fun _ -> true)
+             Terms.Demodulation (ctx newside) subst vl id id2 pos dir
+           with
+             | None -> assert false
+             | Some (bag,(id,_,_,_)) ->
+                   (bag,newside,id)
+    ;;
+
+    let demodulate_once ~jump_to_right bag (id, literal, vl, pr) table =
+      match literal with
+      | Terms.Predicate t -> assert false
+      | Terms.Equation (l,r,ty,_) ->
+         let bag,l,id1 = if jump_to_right then (bag,l,id) else
+           parallel_positions bag [2]
+             (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; x; r ]) id l
+             (parallel_demod table vl)
+         in
+         let jump_to_right = id1 = id in
+         let bag,r,id2 =
+           parallel_positions bag [3]
+             (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; x ]) id1 r
+             (parallel_demod table vl)
+         in
+           if id = id2 then None
+           else
+             let cl,_,_ = Terms.get_from_bag id2 bag in
+               Some ((bag,cl),jump_to_right)
+    ;;
+
     let rec demodulate ~jump_to_right bag clause table =
       match demodulate_once ~jump_to_right bag clause table with
       | None -> bag, clause
@@ -173,8 +223,37 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
          bag clause table
     ;;
 
-    let demodulate bag clause table = demodulate ~jump_to_right:false
-      bag clause table
+    let rec demodulate_old ~jump_to_right bag clause table =
+      match demodulate_once_old ~jump_to_right bag clause table with
+       | None -> bag, clause
+       | Some ((bag, clause),r) -> demodulate_old ~jump_to_right:r
+         bag clause table
+    ;;
+
+    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
+    ;;
+
+    let demodulate bag clause table =
+(*      let (bag1,c1), (_,c2) =*)
+       demodulate ~jump_to_right:false bag clause table
+(*     demodulate_old ~jump_to_right:false bag clause table*)
+(*      in
+       if are_alpha_eq c1 c2 then bag1,c1
+       else begin
+         prerr_endline (Pp.pp_unit_clause c1);
+         prerr_endline (Pp.pp_unit_clause c2);
+         prerr_endline "Bag :";
+         prerr_endline (Pp.pp_bag bag1);
+         assert false
+       end*)
     ;;
 
     (* move away *)
@@ -253,24 +332,33 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
     let rec deep_eq ~unify l r ty pos contextl contextr table acc =
       match acc with 
       | None -> None
-      | Some(bag,maxvar,[],subst) -> assert false
-      | Some(bag,maxvar,(id,_,vl,_)::clauses,subst) -> 
+      | 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
-               Some(bag,maxvar,clauses,Subst.concat subst1 subst)
+              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 = 
-                   Terms.Node[Terms.Leaf B.eqP;ty;contextl r;contextr r] in
+                    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 (2::pos) dir 
+                       Terms.Superposition id_t 
+                         subst1 [] id id2 (pos@[2]) dir 
                    with
                    | Some ((bag, maxvar), c) -> 
-                       Some(bag,maxvar,c::clauses,Subst.concat subst1 subst)
+                       Some(bag,maxvar,c,newsubst)
                    | None -> assert false)
              | None ->
                  match l,r with 
@@ -291,14 +379,34 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
                                  footail postl, footail postr))
                          (acc,[a],List.tl la,List.tl lb) la lb
                      in acc
-                  | Terms.Var _, _
-                  | _, Terms.Var _ -> assert false
                   | _,_ -> None
     ;;
 
+    let rec orphan_murder bag acc i =
+      match Terms.get_from_bag 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 ~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
@@ -306,21 +414,35 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
          | Some _ -> bag, None
     ;;
 
+    let simplify table maxvar bag clause =
+      match simplify table maxvar bag clause with
+       | bag, None ->
+           let (id,_,_,_) = clause in
+           let (_,_,iter) = Terms.get_from_bag id bag in
+           Terms.replace_in_bag (clause,true,iter) 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
-       | bag,None -> None (* new_clause has been discarded *)
+       | 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
-                    |bag,None -> acc (* an active clause as been discarded *)
+                    |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 =
@@ -331,17 +453,19 @@ 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
-         | bag,None -> (Some cl, None) (* new_clause has been discarded *)
+       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
-                      |bag,None -> acc (* an active clause as been discarded *)
+                      |bag,None -> (bag, newa, alist, atable)
+                         (* an active clause as been discarded *)
                       |bag,Some c1 ->
                            if (c1 == c) then 
                              bag, newa, c :: alist,
@@ -351,37 +475,37 @@ 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
                    | bag,None ->
                        (* cl has been discarded *)
-                       (None, Some (clause, (alist,atable), newa, bag))
+                       bag,(None, Some (clause, (alist,atable), newa))
                    | bag,Some cl1 ->
-                       (Some cl1, Some (clause, (alist,atable), newa, bag))
+                       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
@@ -391,46 +515,36 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
        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 g_actives clause = 
-      let bag, clause = demodulate bag clause table in
+    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 -> 
-           if List.exists (are_alpha_eq clause) g_actives then None
-           else Some (bag, clause)
-       | Some (bag,maxvar,cl,subst) -> 
-           debug "Goal subsumed";
-           raise (Success (bag,maxvar,List.hd cl))
-*)
+        if vl = [] then Some (bag,clause)
+        else
+        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 -> 
-           if List.exists (are_alpha_eq clause) g_actives then None
-           else Some (bag, clause)
+       | None -> Some (bag, clause)
        | Some ((bag,maxvar),c) -> 
-           debug "Goal subsumed";
-           raise (Success (bag,maxvar,c)) 
+           prerr_endline "Goal subsumed";
+           raise (Success (bag,maxvar,c))
+*) 
     ;;
 
     (* =================== inference ===================== *)
@@ -458,8 +572,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
                    else 
                      ((*prerr_endline ("Filtering: " ^ 
                         Pp.pp_foterm side ^ " =(< || =)" ^ 
-                        Pp.pp_foterm newside ^ " coming from " ^ 
-                        Pp.pp_unit_clause uc );*)None)
+                        Pp.pp_foterm newside);*)None)
                  else
                    Some (context newside, subst, varlist, id, pos, dir)
                with FoUnif.UnificationFailure _ -> None)
@@ -531,7 +644,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
       let fresh_current, maxvar = Utils.fresh_unit_clause maxvar current in
        (* We need to put fresh_current into the bag so that all *
         * variables clauses refer to are known.                 *)
-      let bag, fresh_current = Utils.add_to_bag bag fresh_current in
+      let bag, fresh_current = Terms.add_to_bag fresh_current bag in
        (* We superpose current with active clauses *)
       let bag, maxvar, additional_new_clauses =
         superposition_with_table bag maxvar fresh_current atable 
@@ -549,6 +662,8 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
 
     let infer_left bag maxvar goal (_alist, atable) =
        (* We superpose the goal with active clauses *)
+     if (match goal with (_,_,[],_) -> true | _ -> false) then bag, maxvar, []
+     else
       let bag, maxvar, new_goals =     
         superposition_with_table bag maxvar goal atable 
       in
@@ -557,7 +672,7 @@ module Superposition (B : Terms.Blob) =
       let bag, new_goals = 
         List.fold_left
          (fun (bag, acc) g -> 
-           match simplify_goal maxvar atable bag [] g with
+           match simplify_goal ~no_demod:false maxvar atable bag [] g with
              | None -> assert false
              | Some (bag,g) -> bag,g::acc)
          (bag, []) new_goals