src/auto/formula.ml

   1 (***********************************************************************)
   2 (*                                                                     *)
   3 (*                               TAToo                                 *)
   4 (*                                                                     *)
   5 (*                     Kim Nguyen, LRI UMR8623                         *)
   6 (*                   Université Paris-Sud & CNRS                       *)
   7 (*                                                                     *)
   8 (*  Copyright 2010-2013 Université Paris-Sud and Centre National de la *)
   9 (*  Recherche Scientifique. All rights reserved.  This file is         *)
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  12 (*  ../LICENSE.                                                        *)
  13 (*                                                                     *)
  14 (***********************************************************************)
  15
  16 (*
  17   Time-stamp: <Last modified on 2013-03-09 11:16:29 CET by Kim Nguyen>
  18 *)
  19
  20 INCLUDE "utils.ml"
  21
  22 open Format
  23 open Utils
  24
  25 (*
  26
  27 (** Implementation of hashconsed Boolean formulae *)
  28
  29 *)
  30 module type ATOM =
  31 sig
  32   type t
  33   val neg : t -> t
  34   include Hcons.Abstract with type t := t
  35   include Common_sig.Printable with type t := t
  36 end
  37
  38 type ('formula,'atom) expr =
  39   | False
  40   | True
  41   | Or of 'formula * 'formula
  42   | And of 'formula * 'formula
  43   | Atom of 'atom
  44
  45 module Make (P: ATOM) =
  46 struct
  47
  48
  49   type 'hcons node = {
  50     pos : ('hcons,P.t) expr;
  51     mutable neg : 'hcons;
  52   }
  53
  54   external hash_const_variant : [> ] -> int = "%identity"
  55   external vb : bool -> int = "%identity"
  56
  57   module rec Node : Hcons.S
  58     with type data = Data.t = Hcons.Make (Data)
  59     and Data : Common_sig.HashedType  with type t = Node.t node =
  60   struct
  61     type t =  Node.t node
  62     let equal x y =
  63       match x.pos, y.pos with
  64       | a,b when a == b -> true
  65       | Or(xf1, xf2), Or(yf1, yf2)
  66       | And(xf1, xf2), And(yf1,yf2)  -> xf1 == yf1 && xf2 == yf2
  67       | Atom(p1), Atom(p2) -> p1 == p2
  68       | _ -> false
  69
  70     let hash f =
  71       match f.pos with
  72       | False -> 0
  73       | True -> 1
  74       | Or (f1, f2) ->
  75           HASHINT3 (PRIME1, Uid.to_int f1.Node.id, Uid.to_int f2.Node.id)
  76       | And (f1, f2) ->
  77           HASHINT3(PRIME3, Uid.to_int f1.Node.id, Uid.to_int f2.Node.id)
  78       | Atom(p) -> HASHINT2(PRIME5, Uid.to_int (P.uid p))
  79   end
  80
  81     type t = Node.t
  82     let hash x = x.Node.hash
  83     let uid x = x.Node.id
  84     let equal = Node.equal
  85     let expr f = f.Node.node.pos
  86
  87     let compare f1 f2 = compare f1.Node.id  f2.Node.id
  88     let prio f =
  89       match expr f with
  90       | True | False -> 10
  91       | Atom _ -> 8
  92       | And _ -> 6
  93       | Or _ -> 1
  94
  95     let rec print ?(parent=false) ppf f =
  96       if parent then fprintf ppf "(";
  97       let _ = match expr f with
  98       | True -> fprintf ppf "%s" Pretty.top
  99       | False -> fprintf ppf "%s" Pretty.bottom
 100       | And(f1,f2) ->
 101           print ~parent:(prio f > prio f1) ppf f1;
 102           fprintf ppf " %s "  Pretty.wedge;
 103           print ~parent:(prio f > prio f2) ppf f2;
 104       | Or(f1,f2) ->
 105           (print ppf f1);
 106           fprintf ppf " %s " Pretty.vee;
 107           (print ppf f2);
 108       | Atom(p) -> fprintf ppf "%a" P.print p
 109 (*          let _ = flush_str_formatter() in
 110           let fmt = str_formatter in
 111           let a_str, d_str =
 112           match  dir with
 113           | `Left ->  Pretty.down_arrow, Pretty.subscript 1
 114           | `Right -> Pretty.down_arrow, Pretty.subscript 2
 115           | `Epsilon -> Pretty.epsilon, ""
 116           | `Up1 -> Pretty.up_arrow, Pretty.subscript 1
 117           | `Up2 -> Pretty.up_arrow, Pretty.subscript 2
 118         in
 119         fprintf fmt "%s%s" a_str d_str;
 120         State.print fmt s;
 121         let str = flush_str_formatter() in
 122         if b then fprintf ppf "%s" str
 123         else Pretty.pp_overline ppf str *)
 124   in
 125     if parent then fprintf ppf ")"
 126
 127 let print ppf f =  print ~parent:false ppf f
 128
 129 let is_true f = (expr f) == True
 130 let is_false f = (expr f) == False
 131
 132
 133 let cons pos neg =
 134   let nnode = Node.make { pos = neg; neg = Obj.magic 0 } in
 135   let pnode = Node.make { pos = pos; neg = nnode } in
 136     (Node.node nnode).neg <- pnode; (* works because the neg field isn't taken into
 137                                        account for hashing ! *)
 138     pnode,nnode
 139
 140
 141 let true_,false_ = cons True False
 142
 143 let atom_ p = fst (cons (Atom(p)) (Atom(P.neg p)))
 144
 145 let not_ f = f.Node.node.neg
 146
 147 let order f1 f2 = if uid f1 < uid f2 then f2,f1 else f1,f2
 148
 149 let or_ f1 f2 =
 150   (* Tautologies: x|x, x|not(x) *)
 151
 152   if equal f1 f2 then f1
 153   else if equal f1 (not_ f2) then true_
 154
 155   (* simplification *)
 156   else if is_true f1 || is_true f2 then true_
 157   else if is_false f1 && is_false f2 then false_
 158   else if is_false f1 then f2
 159   else if is_false f2 then f1
 160
 161   (* commutativity of | *)
 162   else
 163     let f1, f2 = order f1 f2 in
 164       fst (cons (Or(f1,f2)) (And(not_ f1, not_ f2)))
 165
 166
 167 let and_ f1 f2 =
 168   not_ (or_ (not_ f1) (not_ f2))
 169
 170
 171 let of_bool = function true -> true_ | false -> false_
 172
 173 let fold f phi acc =
 174   let rec loop phi acc =
 175     match expr phi with
 176     | And (phi1, phi2) | Or(phi1, phi2)  ->
 177         loop phi2 (loop phi1 (f phi acc))
 178     | _ -> f phi acc
 179   in
 180   loop phi acc
 181
 182 end