]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/commitdiff
Update, using induction/inversion.
authorWilmer Ricciotti <ricciott@cs.unibo.it>
Wed, 3 Jun 2009 16:47:25 +0000 (16:47 +0000)
committerWilmer Ricciotti <ricciott@cs.unibo.it>
Wed, 3 Jun 2009 16:47:25 +0000 (16:47 +0000)
helm/software/matita/contribs/POPLmark/Fsub/defn.ma
helm/software/matita/contribs/POPLmark/Fsub/part1a.ma

index d9e4e4695f387c3d1f821590567f19afd21f2646..cd7bbfdfef92913da1205ea914c251e31cf09723 100644 (file)
 include "Fsub/util.ma".
 
 (*** representation of Fsub types ***)  
-inductive Typ : Set \def
-  | TVar : nat \to Typ            (* type var *)
-  | TFree: nat \to Typ            (* free type name *)
+inductive Typ : Set 
+  | TVar : nat  Typ            (* type var *)
+  | TFree: nat  Typ            (* free type name *)
   | Top : Typ                     (* maximum type *)
-  | Arrow : Typ \to Typ \to Typ   (* functions *) 
-  | Forall : Typ \to Typ \to Typ. (* universal type *)
+  | Arrow : Typ → Typ → Typ   (* functions *) 
+  | Forall : Typ → Typ → Typ. (* universal type *)
 
 (* representation of bounds *)
 
-record bound : Set \def { 
+record bound : Set  { 
                           istype : bool;    (* is subtyping bound? *)
                           name   : nat ;    (* name *)
                           btype  : Typ      (* type to which the name is bound *)
@@ -33,259 +33,222 @@ record bound : Set \def {
 (*** Various kinds of substitution, not all will be used probably ***)
 
 (* substitutes i-th dangling index in type T with type U *)
-let rec subst_type_nat T U i \def
+let rec subst_type_nat T U i 
     match T with
-    [ (TVar n) \Rightarrow match (eqb n i) with
-      [ true \Rightarrow U
-      | false \Rightarrow T]
-    | (TFree X) \Rightarrow T
-    | Top \Rightarrow T
-    | (Arrow T1 T2) \Rightarrow (Arrow (subst_type_nat T1 U i) (subst_type_nat T2 U i))
-    | (Forall T1 T2) \Rightarrow (Forall (subst_type_nat T1 U i) (subst_type_nat T2 U (S i))) ].
+    [ TVar n ⇒ match eqb n i with
+      [ true  U
+      | false  T]
+    | TFree X ⇒ T
+    | Top  T
+    | Arrow T1 T2 ⇒ Arrow (subst_type_nat T1 U i) (subst_type_nat T2 U i)
+    | Forall T1 T2 ⇒ Forall (subst_type_nat T1 U i) (subst_type_nat T2 U (S i)) ].
 
 (*** definitions about lists ***)
 
-definition fv_env : (list bound) \to (list nat) \def
-  \lambda G.(map ? ? (\lambda b.match b with
-      [(mk_bound B X T) \Rightarrow X]) G).
+definition fv_env : list bound → list nat ≝
+  λG.(map ? ? (λb.match b with [mk_bound B X T ⇒ X]) G).
 
-let rec fv_type T \def
+let rec fv_type T 
   match T with
-    [(TVar n) \Rightarrow []
-    |(TFree x) \Rightarrow [x]
-    |Top \Rightarrow []
-    |(Arrow U V) \Rightarrow ((fv_type U) @ (fv_type V))
-    |(Forall U V) \Rightarrow ((fv_type U) @ (fv_type V))].
+    [TVar n ⇒ []
+    |TFree x ⇒ [x]
+    |Top  []
+    |Arrow U V ⇒ fv_type U @ fv_type V
+    |Forall U V ⇒ fv_type U @ fv_type V].
 
 (*** Type Well-Formedness judgement ***)
 
-inductive WFType : (list bound) \to Typ \to Prop \def
-  | WFT_TFree : \forall X,G.(in_list ? X (fv_env G)) 
-                \to (WFType G (TFree X))
-  | WFT_Top : \forall G.(WFType G Top)
-  | WFT_Arrow : \forall G,T,U.(WFType G T) \to (WFType G U) \to 
-                (WFType G (Arrow T U))
-  | WFT_Forall : \forall G,T,U.(WFType G T) \to
-                 (\forall X:nat.
-                    (\lnot (in_list ? X (fv_env G))) \to
-                    (\lnot (in_list ? X (fv_type U))) \to
-                    (WFType ((mk_bound true X T) :: G) 
-                       (subst_type_nat U (TFree X) O))) \to 
+inductive WFType : list bound → Typ → Prop ≝
+  | WFT_TFree : ∀X,G.in_list ? X (fv_env G) → WFType G (TFree X)
+  | WFT_Top : ∀G.WFType G Top
+  | WFT_Arrow : ∀G,T,U.WFType G T → WFType G U → WFType G (Arrow T U)
+  | WFT_Forall : ∀G,T,U.WFType G T →
+                   (∀X:nat.
+                    (¬ (in_list ? X (fv_env G))) →
+                    (¬ (in_list ? X (fv_type U))) →
+                    (WFType ((mk_bound true X T) :: G)
+                     (subst_type_nat U (TFree X) O))) → 
                  (WFType G (Forall T U)).
 
 (*** Environment Well-Formedness judgement ***)
 
-inductive WFEnv : (list bound) \to Prop \def
-  | WFE_Empty : (WFEnv (nil ?))
-  | WFE_cons : \forall B,X,T,G.(WFEnv G) \to 
-               \lnot (in_list ? X (fv_env G)) \to
-                  (WFType G T) \to (WFEnv ((mk_bound B X T) :: G)).
+inductive WFEnv : list bound → Prop ≝
+  | WFE_Empty : WFEnv (nil ?)
+  | WFE_cons : ∀B,X,T,G.WFEnv G → ¬ (in_list ? X (fv_env G)) →
+                  WFType G T → WFEnv ((mk_bound B X T) :: G).
             
 (*** Subtyping judgement ***)              
-inductive JSubtype : (list bound) \to Typ \to Typ \to Prop \def
-  | SA_Top : \forall G.\forall T:Typ.(WFEnv G) \to
-             (WFType G T) \to (JSubtype G T Top)
-  | SA_Refl_TVar : \forall G.\forall X:nat.(WFEnv G) 
-                   \to (in_list ? X (fv_env G)) 
-                   \to (JSubtype G (TFree X) (TFree X))
-  | SA_Trans_TVar : \forall G.\forall X:nat.\forall T:Typ.
-                    \forall U:Typ.
-                    (in_list ? (mk_bound true X U) G) \to
-                    (JSubtype G U T) \to (JSubtype G (TFree X) T)
-  | SA_Arrow : \forall G.\forall S1,S2,T1,T2:Typ.
-               (JSubtype G T1 S1) \to (JSubtype G S2 T2) \to
-               (JSubtype G (Arrow S1 S2) (Arrow T1 T2))
-  | SA_All : \forall G.\forall S1,S2,T1,T2:Typ.
-             (JSubtype G T1 S1) \to
-             (\forall X:nat.\lnot (in_list ? X (fv_env G)) \to
-                (JSubtype ((mk_bound true X T1) :: G) 
-                   (subst_type_nat S2 (TFree X) O) (subst_type_nat T2 (TFree X) O))) \to
-             (JSubtype G (Forall S1 S2) (Forall T1 T2)).
+inductive JSubtype : list bound → Typ → Typ → Prop ≝
+  | SA_Top : ∀G,T.WFEnv G → WFType G T → JSubtype G T Top
+  | SA_Refl_TVar : ∀G,X.WFEnv G → in_list ? X (fv_env G) 
+                   → JSubtype G (TFree X) (TFree X)
+  | SA_Trans_TVar : ∀G,X,T,U.in_list ? (mk_bound true X U) G →
+                    JSubtype G U T → JSubtype G (TFree X) T
+  | SA_Arrow : ∀G,S1,S2,T1,T2. JSubtype G T1 S1 → JSubtype G S2 T2 → 
+               JSubtype G (Arrow S1 S2) (Arrow T1 T2)
+  | SA_All : ∀G,S1,S2,T1,T2. JSubtype G T1 S1 →
+             (∀X.¬ (in_list ? X (fv_env G)) →
+               JSubtype ((mk_bound true X T1) :: G) 
+                (subst_type_nat S2 (TFree X) O) (subst_type_nat T2 (TFree X) O)) →
+             JSubtype G (Forall S1 S2) (Forall T1 T2).
 
 notation "hvbox(e ⊢ break ta ⊴  break tb)" 
   non associative with precedence 30 for @{ 'subjudg $e $ta $tb }.  
-interpretation "Fsub subtype judgement" 'subjudg e ta tb =
- (cic:/matita/Fsub/defn/JSubtype.ind#xpointer(1/1) e ta tb).
+interpretation "Fsub subtype judgement" 'subjudg e ta tb = (JSubtype e ta tb).
 
 notation > "hvbox(\Forall S.T)" 
   non associative with precedence 60 for @{ 'forall $S $T}.
 notation < "hvbox('All' \sub S. break T)" 
   non associative with precedence 60 for @{ 'forall $S $T}.
-interpretation "universal type" 'forall S T = 
-  (cic:/matita/Fsub/defn/Typ.ind#xpointer(1/1/5) S T).
+interpretation "universal type" 'forall S T = (Forall S T).
   
 notation "#x" with precedence 79 for @{'tvar $x}.
-interpretation "bound tvar" 'tvar x = 
-  (cic:/matita/Fsub/defn/Typ.ind#xpointer(1/1/1) x).
+interpretation "bound tvar" 'tvar x = (TVar x).
 
 notation "!x" with precedence 79 for @{'tname $x}.
-interpretation "bound tname" 'tname x = 
-  (cic:/matita/Fsub/defn/Typ.ind#xpointer(1/1/2) x).
+interpretation "bound tname" 'tname x = (TFree x).
   
 notation "⊤" with precedence 90 for @{'toptype}.
-interpretation "toptype" 'toptype = 
-  (cic:/matita/Fsub/defn/Typ.ind#xpointer(1/1/3)).
+interpretation "toptype" 'toptype = Top.
 
 notation "hvbox(s break ⇛ t)"
   right associative with precedence 55 for @{ 'arrow $s $t }.
-interpretation "arrow type" 'arrow S T = 
-  (cic:/matita/Fsub/defn/Typ.ind#xpointer(1/1/4) S T).
+interpretation "arrow type" 'arrow S T = (Arrow S T).
   
 notation "hvbox(S [# n ↦ T])"
   non associative with precedence 80 for @{ 'substvar $S $T $n }.
-interpretation "subst bound var" 'substvar S T n =
-  (cic:/matita/Fsub/defn/subst_type_nat.con S T n).  
+interpretation "subst bound var" 'substvar S T n = (subst_type_nat S T n).  
 
 notation "hvbox(!X ⊴ T)"
   non associative with precedence 60 for @{ 'subtypebound $X $T }.
-interpretation "subtyping bound" 'subtypebound X T =
-  (cic:/matita/Fsub/defn/bound.ind#xpointer(1/1/1) true X T).  
+interpretation "subtyping bound" 'subtypebound X T = (mk_bound true X T).  
 
 (****** PROOFS ********)
 
 (*** theorems about lists ***)
 
-lemma boundinenv_natinfv : \forall x,G.
-                              (\exists B,T.(in_list ? (mk_bound B x T) G)) \to
-                              (in_list ? x (fv_env G)).
-intros 2;elim G
-  [elim H;elim H1;lapply (not_in_list_nil ? ? H2);elim Hletin
-  |elim H1;elim H2;elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H3)
-     [rewrite < H4;simplify;apply in_list_head
-     |simplify;apply in_list_cons;apply H;apply (ex_intro ? ? a1);
-      apply (ex_intro ? ? a2);assumption]]
+lemma boundinenv_natinfv : ∀x,G.(∃B,T.in_list ? (mk_bound B x T) G) →
+                              in_list ? x (fv_env G).
+intros 2;elim G;decompose
+  [elim (not_in_list_nil ? ? H)
+  |elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H1)
+     [rewrite < H2;simplify;apply in_list_head
+     |simplify;apply in_list_cons;apply H;autobatch]]
 qed.
 
-lemma natinfv_boundinenv : \forall x,G.(in_list ? x (fv_env G)) \to
-                              \exists B,T.(in_list ? (mk_bound B x T) G).
+lemma natinfv_boundinenv : ∀x,G.in_list ? x (fv_env G) →
+                              ∃B,T.in_list ? (mk_bound B x T) G.
 intros 2;elim G 0
   [simplify;intro;lapply (not_in_list_nil ? ? H);elim Hletin
   |intros 3;
    elim a;simplify in H1;elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H1)
-     [rewrite < H2;apply (ex_intro ? ? b);apply (ex_intro ? ? t);apply in_list_head
-     |elim (H H2);elim H3;apply (ex_intro ? ? a1);
-      apply (ex_intro ? ? a2);apply in_list_cons;assumption]]
+     [rewrite < H2;autobatch
+     |elim (H H2);elim H3;apply ex_intro[apply a1];autobatch]]
 qed.
 
-lemma incl_bound_fv : \forall l1,l2.(incl ? l1 l2) \to 
-                         (incl ? (fv_env l1) (fv_env l2)).
-intros.unfold in H.unfold.intros.apply boundinenv_natinfv.
-lapply (natinfv_boundinenv ? ? H1).elim Hletin.elim H2.apply ex_intro
-  [apply a
-  |apply ex_intro
-     [apply a1
-     |apply (H ? H3)]]
+lemma incl_bound_fv : ∀l1,l2.incl ? l1 l2 → incl ? (fv_env l1) (fv_env l2).
+intros;unfold in H;unfold;intros;apply boundinenv_natinfv;
+lapply (natinfv_boundinenv ? ? H1);decompose;autobatch depth=4;
 qed.
 
-lemma incl_cons : \forall x,l1,l2.
-                  (incl ? l1 l2) \to (incl nat (x :: l1) (x :: l2)).
+lemma incl_cons : ∀x,l1,l2.incl ? l1 l2 → incl nat (x :: l1) (x :: l2).
 intros.unfold in H.unfold.intros.elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H1)
-  [rewrite > H2;apply in_list_head|apply in_list_cons;apply (H ? H2)]
+  [applyS in_list_head|autobatch]
 qed.
 
-lemma WFT_env_incl : \forall G,T.(WFType G T) \to
-                     \forall H.(incl ? (fv_env G) (fv_env H)) \to (WFType H T).
+lemma WFT_env_incl : ∀G,T.WFType G T → 
+                       ∀H.incl ? (fv_env G) (fv_env H) → WFType H T.
 intros 3.elim H
   [apply WFT_TFree;unfold in H3;apply (H3 ? H1)
   |apply WFT_Top
-  |apply WFT_Arrow [apply (H2 ? H6)|apply (H4 ? H6)]
+  |apply WFT_Arrow;autobatch
   |apply WFT_Forall 
      [apply (H2 ? H6)
      |intros;apply (H4 ? ? H8)
-        [unfold;intro;apply H7;apply(H6 ? H9)
+        [unfold;intro;autobatch
         |simplify;apply (incl_cons ? ? ? H6)]]]
 qed.
 
-lemma fv_env_extends : \forall H,x,B,C,T,U,G.
-                          (fv_env (H @ ((mk_bound B x T) :: G))) = 
-                          (fv_env (H @ ((mk_bound C x U) :: G))).
+lemma fv_env_extends : H,x,B,C,T,U,G.
+                          fv_env (H @ ((mk_bound B x T) :: G)) = 
+                          fv_env (H @ ((mk_bound C x U) :: G)).
 intros;elim H
-  [simplify;reflexivity|elim a;simplify;rewrite > H1;reflexivity]
+  [reflexivity|elim a;simplify;rewrite > H1;reflexivity]
 qed.
 
-lemma lookup_env_extends : \forall G,H,B,C,D,T,U,V,x,y.
-            (in_list ? (mk_bound D y V) (H @ ((mk_bound C x U) :: G))) \to
-            (y \neq x) \to
-            (in_list ? (mk_bound D y V) (H @ ((mk_bound B x T) :: G))).
+lemma lookup_env_extends : ∀G,H,B,C,D,T,U,V,x,y.
+            in_list ? (mk_bound D y V) (H @ ((mk_bound C x U) :: G)) → y ≠ x → 
+            in_list ? (mk_bound D y V) (H @ ((mk_bound B x T) :: G)).
 intros 10;elim H
   [simplify in H1;elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H1)
-     [destruct H3;elim (H2);reflexivity
+     [destruct H3;elim H2;reflexivity
      |simplify;apply (in_list_cons ? ? ? ? H3);]
   |simplify in H2;simplify;elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H2)
      [rewrite > H4;apply in_list_head
      |apply (in_list_cons ? ? ? ? (H1 H4 H3))]]
 qed.
 
-lemma in_FV_subst : \forall x,T,U,n.(in_list ? x (fv_type T)) \to
-                                (in_list ? x (fv_type (subst_type_nat T U n))).
+lemma in_FV_subst : ∀x,T,U,n.in_list ? x (fv_type T) →
+                                in_list ? x (fv_type (subst_type_nat T U n)).
 intros 3;elim T
   [simplify in H;elim (not_in_list_nil ? ? H)
   |2,3:simplify;simplify in H;assumption
-  |*:simplify in H2;simplify;elim (in_list_append_to_or_in_list ? ? ? ? H2)
-     [1,3:apply in_list_to_in_list_append_l;apply (H ? H3)
-     |*:apply in_list_to_in_list_append_r;apply (H1 ? H3)]]
+  |*:simplify in H2;simplify;elim (in_list_append_to_or_in_list ? ? ? ? H2);
+     autobatch]
 qed.
 
 (*** lemma on fresh names ***)
 
-lemma fresh_name : \forall l:(list nat).\exists n.\lnot (in_list ? n l).
-cut (\forall l:(list nat).\exists n.\forall m.
-        (n \leq m) \to \lnot (in_list ? m l))
-  [intros;lapply (Hcut l);elim Hletin;apply ex_intro
-     [apply a
-     |apply H;constructor 1]
-  |intros;elim l
-    [apply (ex_intro ? ? O);intros;unfold;intro;elim (not_in_list_nil ? ? H1)
-    |elim H;
-     apply (ex_intro ? ? (S (max a1 a))).
-     intros.unfold. intro.
+lemma fresh_name : ∀l:list nat.∃n.¬in_list ? n l.
+cut (∀l:list nat.∃n.∀m.n ≤ m → ¬ in_list ? m l);intros
+  [lapply (Hcut l);elim Hletin;apply ex_intro;autobatch
+  |elim l
+    [apply ex_intro[apply O];intros;unfold;intro;elim (not_in_list_nil ? ? H1)
+    |elim H;apply ex_intro[apply (S (max a1 a))];
+     intros;unfold;intro;
      elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H3)
-      [rewrite > H4 in H2.autobatch
+      [rewrite > H4 in H2;autobatch
       |elim H4
-         [apply (H1 m ? H4).apply (trans_le ? (max a1 a));autobatch
+         [apply (H1 m ? H4);autobatch
          |assumption]]]]
 qed.
 
 (*** lemmata on well-formedness ***)
 
-lemma fv_WFT : \forall T,x,G.(WFType G T) → x ∈ fv_type T → x ∈ fv_env G.
+lemma fv_WFT : ∀T,x,G.WFType G T → in_list ? x (fv_type T) →
+                    in_list ? x (fv_env G).
 intros 4.elim H
   [simplify in H2;elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H2)
-     [rewrite > H3;assumption|elim (not_in_list_nil ? ? H3)]
+     [applyS H1|elim (not_in_list_nil ? ? H3)]
   |simplify in H1;elim (not_in_list_nil ? x H1)
   |simplify in H5;elim (in_list_append_to_or_in_list ? ? ? ? H5);autobatch
   |simplify in H5;elim (in_list_append_to_or_in_list ? ? ? ? H5)
      [apply (H2 H6)
-     |elim (fresh_name ((fv_type t1) @ (fv_env l)));
-      cut (¬ (a ∈ (fv_type t1)) ∧ ¬ (a ∈ (fv_env l)))
+     |elim (fresh_name (fv_type t1 @ fv_env l));
+      cut (¬ in_list ? a (fv_type t1) ∧ ¬ in_list ? a (fv_env l))
         [elim Hcut;lapply (H4 ? H9 H8)
            [cut (x ≠ a)
               [simplify in Hletin;elim (in_list_cons_case ? ? ? ? Hletin)
                  [elim (Hcut1 H10)
                  |assumption]
               |intro;apply H8;applyS H6]
-           |apply in_FV_subst;assumption]
-        |split
-           [intro;apply H7;apply in_list_to_in_list_append_l;assumption
-           |intro;apply H7;apply in_list_to_in_list_append_r;assumption]]]]
+           |autobatch]
+        |split;intro;apply H7;autobatch]]]
 qed.
 
 (*** lemmata relating subtyping and well-formedness ***)
 
-lemma JS_to_WFE : \forall G,T,U.(G \vdash T ⊴ U) \to (WFEnv G).
+lemma JS_to_WFE : ∀G,T,U.G ⊢ T ⊴ U → WFEnv G.
 intros;elim H;assumption.
 qed.
 
-lemma JS_to_WFT : \forall G,T,U.(JSubtype G T U) \to ((WFType G T) \land 
-                                                      (WFType G U)).
+lemma JS_to_WFT : ∀G,T,U.G ⊢ T ⊴ U → WFType G T ∧ WFType G U.
 intros;elim H
-  [split [assumption|apply WFT_Top]
-  |split;apply WFT_TFree;assumption
+  [1,2:autobatch
   |split 
-     [apply WFT_TFree;apply boundinenv_natinfv;apply ex_intro
-        [apply true | apply ex_intro [apply t1 |assumption]]
-     |elim H3;assumption]
-  |elim H2;elim H4;split;apply WFT_Arrow;assumption
+    [apply WFT_TFree;(* FIXME! qui bastava autobatch, ma si e` rotto *) apply boundinenv_natinfv;autobatch 
+    |elim H3;assumption]
+  |decompose;autobatch size=7
   |elim H2;split
      [apply (WFT_Forall ? ? ? H6);intros;elim (H4 X H7);
       apply (WFT_env_incl ? ? H9);simplify;unfold;intros;assumption
@@ -293,21 +256,21 @@ intros;elim H
       apply (WFT_env_incl ? ? H10);simplify;unfold;intros;assumption]]
 qed.
 
-lemma JS_to_WFT1 : \forall G,T,U.(JSubtype G T U) \to (WFType G T).
-intros;lapply (JS_to_WFT ? ? ? H);elim Hletin;assumption.
+lemma JS_to_WFT1 : ∀G,T,U.G ⊢ T ⊴ U → WFType G T.
+intros;elim (JS_to_WFT ? ? ? H);assumption;
 qed.
 
-lemma JS_to_WFT2 : \forall G,T,U.(JSubtype G T U) \to (WFType G U).
-intros;lapply (JS_to_WFT ? ? ? H);elim Hletin;assumption.
+lemma JS_to_WFT2 : ∀G,T,U.G ⊢ T ⊴ U → WFType G U.
+intros;elim (JS_to_WFT ? ? ? H);assumption;
 qed.
 
-lemma WFE_Typ_subst : \forall H,x,B,C,T,U,G.
-                      (WFEnv (H @ ((mk_bound B x T) :: G))) \to (WFType G U) \to
-                      (WFEnv (H @ ((mk_bound C x U) :: G))).
+lemma WFE_Typ_subst : H,x,B,C,T,U,G.
+                      WFEnv (H @ ((mk_bound B x T) :: G)) → WFType G U →
+                      WFEnv (H @ ((mk_bound C x U) :: G)).
 intros 7;elim H 0
-  [simplify;intros;(*FIXME*)generalize in match H1;intro;inversion H1;intros
-     [lapply (nil_cons ? G (mk_bound B x T));elim (Hletin H4)
-     |destruct H8;apply (WFE_cons ? ? ? ? H4 H6 H2)]
+  [simplify;intros;inversion H1;intros
+     [elim (nil_cons ? G (mk_bound B x T) H3)
+     |destruct H7;autobatch]
   |intros;simplify;generalize in match H2;elim a;simplify in H4;
    inversion H4;intros
      [destruct H5
@@ -319,27 +282,23 @@ intros 7;elim H 0
          assumption]]]
 qed.
 
-lemma WFE_bound_bound : \forall B,x,T,U,G. (WFEnv G) \to
-                                  (in_list ? (mk_bound B x T) G) \to
-                                  (in_list ? (mk_bound B x U) G) \to T = U.
+lemma WFE_bound_bound : ∀B,x,T,U,G.WFEnv G → in_list ? (mk_bound B x T) G →
+                        in_list ? (mk_bound B x U) G → T = U.
 intros 6;elim H
   [lapply (not_in_list_nil ? ? H1);elim Hletin
   |elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H6)
      [destruct H7;destruct;elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H5)
         [destruct H7;reflexivity
-        |elim H7;elim H3;apply boundinenv_natinfv;apply (ex_intro ? ? B);
-         apply (ex_intro ? ? T);assumption]
+        |elim H7;elim H3;apply boundinenv_natinfv;autobatch]
      |elim (in_list_cons_case ? ? ? ? H5)
-        [destruct H8;elim H3;apply boundinenv_natinfv;apply (ex_intro ? ? B);
-         apply (ex_intro ? ? U);assumption
+        [destruct H8;elim H3;apply boundinenv_natinfv;autobatch
         |apply (H2 H8 H7)]]]
 qed.
 
-lemma WFT_to_incl: ∀G,T,U.
-  (∀X.(¬(X ∈ fv_env G)) → (¬(X ∈ fv_type U)) →
-    (WFType (mk_bound true X T::G) (subst_type_nat U (TFree X) O)))
+lemma WFT_to_incl: ∀G,T,U.(∀X.¬in_list ? X (fv_env G) → ¬in_list ? X (fv_type U) →
+    WFType (mk_bound true X T::G) (subst_type_nat U (TFree X) O))
   → incl ? (fv_type U) (fv_env G).
-intros.elim (fresh_name ((fv_type U)@(fv_env G))).lapply(H a)
+intros;elim (fresh_name (fv_type U@fv_env G));lapply(H a)
   [unfold;intros;lapply (fv_WFT ? x ? Hletin)
      [simplify in Hletin1;inversion Hletin1;intros
         [destruct H4;elim H1;autobatch
@@ -354,26 +313,6 @@ lemma incl_fv_env: ∀X,G,G1,U,P.
 intros.rewrite < fv_env_extends.apply incl_A_A.
 qed.
 
-lemma JSubtype_Top: ∀G,P.G ⊢ ⊤ ⊴ P → P = ⊤.
-intros.inversion H;intros
-  [assumption|reflexivity
-  |destruct H5|*:destruct H6]
-qed.
-
-(*
-(* elim vs inversion *)
-lemma JS_trans_TFree: ∀G,T,X.G ⊢ T ⊴ (TFree X) →
-  ∀U.G ⊢ (TFree X) ⊴ U → G ⊢ T ⊴ U.
-intros 4.cut (∀Y.TFree Y = TFree X → ∀U.G ⊢ (TFree Y) ⊴ U → G ⊢ T ⊴ U)
-  [apply Hcut;reflexivity
-  |elim H;intros
-    [rewrite > H3 in H4;rewrite > (JSubtype_Top ? ? H4);apply SA_Top;assumption
-    |rewrite < H3;assumption
-    |apply (SA_Trans_TVar ? ? ? ? H1);apply (H3 Y);assumption
-    |*:destruct H5]]
-qed.
-*)
-
-lemma fv_append : ∀G,H.fv_env (G @ H) = (fv_env G @ fv_env H).
+lemma fv_append : ∀G,H.fv_env (G @ H) = fv_env G @ fv_env H.
 intro;elim G;simplify;autobatch paramodulation;
-qed.
+qed.
\ No newline at end of file
index 4ae057be907365ea35af4d02f8a13996f58dbc16..b113769ddf042c01de9461b28df7fe999692cdbc 100644 (file)
 
 include "Fsub/defn.ma".
 
+axiom daemon : False.
+
 (*** Lemma A.1 (Reflexivity) ***)
 theorem JS_Refl : ∀T,G.WFType G T → WFEnv G → G ⊢ T ⊴  T.
-intros 3.elim H
-  [apply SA_Refl_TVar [apply H2|assumption]
-  |apply SA_Top [assumption|apply WFT_Top]
-  |apply (SA_Arrow ? ? ? ? ? (H2 H5) (H4 H5))
-  |apply (SA_All ? ? ? ? ? (H2 H5));intros;apply (H4 ? H6)
-     [intro;apply H6;apply (fv_WFT ? ? ? (WFT_Forall ? ? ? H1 H3));
-      simplify;autobatch
-     |autobatch]]
+intros 3; elim H;
+ [1,2,3: autobatch
+ | apply SA_All; [ autobatch | intros;autobatch depth=4 size=10]]
 qed.
 
 (*
@@ -33,114 +30,59 @@ qed.
  *)
 
 lemma JS_weakening : ∀G,T,U.G ⊢ T ⊴ U → ∀H.WFEnv H → incl ? G H → H ⊢ T ⊴ U.
-intros 4;elim H
-  [apply (SA_Top ? ? H4);apply (WFT_env_incl ? ? H2 ? (incl_bound_fv ? ? H5))
-  |apply (SA_Refl_TVar ? ? H4);apply (incl_bound_fv ? ? H5 ? H2)
-  |apply (SA_Trans_TVar ? ? ? ? ? (H3 ? H5 H6));apply H6;assumption
-  |apply (SA_Arrow ? ? ? ? ? (H2 ? H6 H7) (H4 ? H6 H7))
-  |apply (SA_All ? ? ? ? ? (H2 ? H6 H7));intros;apply H4
-     [unfold;intro;apply H8;apply (incl_bound_fv ? ? H7 ? H9)
-     |apply (WFE_cons ? ? ? ? H6 H8);autobatch
-     |unfold;intros;inversion H9;intros
-        [destruct H11;apply in_list_head
-        |destruct H13;apply in_list_cons;apply (H7 ? H10)]]]
+intros 4; elim H;
+ [1,2,3,4: autobatch depth=4 size=7
+ | apply (SA_All ? ? ? ? ? (H2 ? H6 H7));
+   intros; apply H4;autobatch depth=4 size=7]
 qed.
 
+inverter JS_indinv for JSubtype (%?%).
+
 theorem narrowing:∀X,G,G1,U,P,M,N.
   G1 ⊢ P ⊴ U → (∀G2,T.G2@G1 ⊢ U ⊴ T → G2@G1 ⊢ P ⊴ T) → G ⊢ M ⊴ N →
   ∀l.G=l@(mk_bound true X U::G1) → l@(mk_bound true X P::G1) ⊢ M ⊴ N.
-intros 10.elim H2
-  [letin x \def fv_env. letin y ≝incl.
-   (* autobatch depth=4 size=8 by SA_Top, WFE_Typ_subst, H3, JS_to_WFT1, H, H4, WFT_env_incl, incl_fv_env]*)
-   apply SA_Top
-    [autobatch by WFE_Typ_subst, H3, JS_to_WFT1, H.
-     (*
-     rewrite > H5 in H3;
-     apply (WFE_Typ_subst ? ? ? ? ? ? ? H3 (JS_to_WFT1 ? ? ? H)) *)
-    |autobatch by H4, WFT_env_incl, incl_fv_env]
-     (* rewrite > H5 in H4;apply (WFT_env_incl ? ? H4);apply incl_fv_env] *)
-  |autobatch depth=4 by SA_Refl_TVar, WFE_Typ_subst, H3, JS_to_WFT1, H, H4. 
-   (*
-   apply SA_Refl_TVar;
-    [autobatch by WFE_Typ_subst, H3, JS_to_WFT1, H.
-    (*
-     rewrite > H5 in H3;apply (WFE_Typ_subst ? ? ? ? ? ? ? H3);
-     apply (JS_to_WFT1 ? ? ? H) *)
-    |autobatch by H4. (* rewrite > H5 in H4;rewrite < fv_env_extends;apply H4*)] *)
-  |elim (decidable_eq_nat X n)
-    [apply (SA_Trans_TVar ? ? ? P)
-      [rewrite < H7;elim l1;simplify
-        [constructor 1|constructor 2;assumption]
-      |applyS H1. 
-       lapply (WFE_bound_bound true n t1 U ? ? H3);
-        [autobatch. (* apply (JS_to_WFE ? ? ? H4) *)
-        |autobatch. (* rewrite < Hletin;rewrite < append_cons;apply (H5 ? H6) *)
-        |destruct.elim l1;autobatch.
-        ]]
-    |(* autobatch depth=4 size=7 by SA_Trans_TVar, lookup_env_extends, H3, sym_neq, H5, H6, H7. *)
-     apply (SA_Trans_TVar ? ? ? t1);
-      [autobatch by lookup_env_extends, H3, sym_neq, H7.
-       (* rewrite > H6 in H3; apply (lookup_env_extends ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? H3);
-       unfold;intro;apply H7;symmetry;assumption *)
-      |apply (H5 ? H6)]]
-  |autobatch; (* apply (SA_Arrow ? ? ? ? ? (H4 ? H7) (H6 ? H7)) *)
-  |apply (SA_All ? ? ? ? ? (H4 ? H7));intros;autobatch]
-  (* 
-   apply (H6 ? ? (mk_bound true X1 t2::l1))
-      [rewrite > H7;rewrite > fv_env_extends;apply H8
-      |simplify;rewrite < H7;reflexivity]] *)
+intros 10.elim H2; destruct;
+ [letin x \def fv_env. letin y ≝incl. autobatch depth=4 size=8.
+ | autobatch depth=4 size=7;
+ | elim (decidable_eq_nat X n)
+    [apply (SA_Trans_TVar ? ? ? P); destruct;
+      [ autobatch
+      | lapply (WFE_bound_bound true X t1 U ? ? H3); autobatch]
+    | apply (SA_Trans_TVar ? ? ? t1); autobatch]
+ | autobatch
+ | apply SA_All;
+    [ autobatch
+    | intros; apply (H6 ? ? (mk_bound true X1 t2::l1)); autobatch]]
 qed.
 
 lemma JS_trans_prova: ∀T,G1.WFType G1 T →
 ∀G,R,U.incl ? (fv_env G1) (fv_env G) → G ⊢ R ⊴ T → G ⊢ T ⊴ U → G ⊢ R ⊴ U.
-intros 3;elim H;clear H; try autobatch;
-  [
-   rewrite > (JSubtype_Top ? ? H3);autobatch
-  |generalize in match H7;generalize in match H4;generalize in match H2;
-   generalize in match H5;clear H7 H4 H2 H5;
-   generalize in match (refl_eq ? (Arrow t t1));
-   elim H6 in ⊢ (? ? ? %→%); clear H6; intros; destruct;
-    [apply (SA_Trans_TVar ? ? ? ? H);apply (H4 ? ? H8 H9);autobatch
-    |inversion H11;intros; destruct; autobatch depth=4 width=4 size=9;
-    ]
-  |generalize in match H7;generalize in match H4;generalize in match H2;
-   generalize in match H5;clear H7 H4 H2 H5;
-   generalize in match (refl_eq ? (Forall t t1));elim H6 in ⊢ (? ? ? %→%);destruct;
-     [apply (SA_Trans_TVar ? ? ? ? H);apply (H4 ? H7 H8 H9 H10);reflexivity
-     |inversion H11;intros;destruct;
-        [apply SA_Top
-           [autobatch
-              |apply WFT_Forall
-                 [autobatch
-                 |intros;lapply (H4 ? H13);autobatch]]
-           |apply SA_All
-              [autobatch paramodulation
-              |intros;apply (H10 X)
-                 [intro;apply H15;apply H8;assumption
-                 |intro;apply H15;apply H8;apply (WFT_to_incl ? ? ? H3);
-                  assumption
-                 |simplify;autobatch
-                 |apply (narrowing X (mk_bound true X t::l1)
-                         ? ? ? ? ? H7 ? ? [])
-                    [intros;apply H9
-                       [unfold;intros;lapply (H8 ? H17);rewrite > fv_append;
-                        autobatch
-                       |apply (JS_weakening ? ? ? H7)
-                          [autobatch
-                          |unfold;intros;autobatch]
-                       |assumption]
-                    |*:autobatch]
-                 |autobatch]]]]]
+intros 3;elim H;clear H;
+  [elim H3 using JS_indinv;destruct;autobatch
+  |inversion H3; intros; destruct; assumption
+  |*: elim H6 using JS_indinv;destruct;
+    [1,3: autobatch
+    |*: inversion H7; intros; destruct;
+      [1,2: autobatch depth=4 width=4 size=9
+      | apply SA_Top
+         [ assumption
+         | apply WFT_Forall;intros;autobatch depth=4]
+      | apply SA_All
+         [ autobatch
+         | intros;apply (H4 X);simplify;
+            [4: apply (narrowing X (mk_bound true X t::G) ? ? ? ? ? H11 ? ? [])
+               [intros;apply H2;try unfold;intros;autobatch; 
+               |*:autobatch]
+            |*:autobatch]]]]]
 qed.
 
 theorem JS_trans : ∀G,T,U,V.G ⊢ T ⊴ U → G ⊢ U ⊴ V → G ⊢ T ⊴ V.
-intros 5;apply (JS_trans_prova ? G);autobatch;
+intros 5; apply (JS_trans_prova ? G); autobatch depth=2.
 qed.
 
 theorem JS_narrow : ∀G1,G2,X,P,Q,T,U.
                        (G2 @ (mk_bound true X Q :: G1)) ⊢ T ⊴ U → G1 ⊢ P ⊴ Q →
                        (G2 @ (mk_bound true X P :: G1)) ⊢ T ⊴ U.
 intros;apply (narrowing ? ? ? ? ? ? ? H1 ? H) [|autobatch]
-intros;apply (JS_trans ? ? ? ? ? H2);apply (JS_weakening ? ? ? H1);
-     [autobatch|unfold;intros;autobatch]
+intros;apply (JS_trans ? ? ? ? ? H2);apply (JS_weakening ? ? ? H1);autobatch.
 qed.