src/formula.ml

   1 (***********************************************************************)
   2 (*                                                                     *)
   3 (*                               TAToo                                 *)
   4 (*                                                                     *)
   5 (*                     Kim Nguyen, LRI UMR8623                         *)
   6 (*                   Université Paris-Sud & CNRS                       *)
   7 (*                                                                     *)
   8 (*  Copyright 2010-2012 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 INCLUDE "utils.ml"
  16
  17 open Format
  18 type move = [ `Left | `Right | `Epsilon | `Up1 | `Up2 ]
  19 type 'formula expr =
  20   | False
  21   | True
  22   | Or of 'formula * 'formula
  23   | And of 'formula * 'formula
  24   | Move of (move * bool * State.t)
  25   | Label of QNameSet.t
  26
  27 type 'hcons node = {
  28   pos : 'hcons expr;
  29   mutable neg : 'hcons;
  30 }
  31
  32 external hash_const_variant : [> ] -> int = "%identity"
  33 external vb : bool -> int = "%identity"
  34
  35 module rec Node : Hcons.S
  36   with type data = Data.t = Hcons.Make (Data)
  37   and Data : Hashtbl.HashedType  with type t = Node.t node =
  38   struct
  39     type t =  Node.t node
  40     let equal x y = (*x.size == y.size &&*)
  41       match x.pos, y.pos with
  42       | a,b when a == b -> true
  43       | Or(xf1, xf2), Or(yf1, yf2)
  44       | And(xf1, xf2), And(yf1,yf2)  -> (xf1 == yf1) && (xf2 == yf2)
  45       | Move(d1, p1, s1), Move(d2 ,p2 ,s2) -> d1 == d2 && p1 == p2 && s1 == s2
  46       | Label s1, Label s2 -> s1 == s2
  47       | _ -> false
  48
  49     let hash f =
  50       match f.pos with
  51       | False -> 0
  52       | True -> 1
  53       | Or (f1, f2) ->
  54         HASHINT3 (PRIME1, Uid.to_int f1.Node.id, Uid.to_int f2.Node.id)
  55       | And (f1, f2) ->
  56         HASHINT3(PRIME3, Uid.to_int f1.Node.id, Uid.to_int f2.Node.id)
  57
  58       | Move(d, p, s) -> HASHINT4(PRIME5, hash_const_variant d,vb p,s)
  59       | Label s -> HASHINT2(PRIME7, Uid.to_int s.QNameSet.id)
  60   end
  61
  62 type t = Node.t
  63 let hash x = x.Node.key
  64 let uid x = x.Node.id
  65 let equal = Node.equal
  66 let expr f = f.Node.node.pos
  67 (*let st f = f.Node.node.st*)
  68 (*let size f = f.Node.node.size*)
  69 let compare f1 f2 = compare f1.Node.id  f2.Node.id
  70 let prio f =
  71   match expr f with
  72     | True | False -> 10
  73     | Move _ -> 8
  74     | Label _ -> 7
  75     | And _ -> 6
  76     | Or _ -> 1
  77
  78 let rec print ?(parent=false) ppf f =
  79   if parent then fprintf ppf "(";
  80   let _ = match expr f with
  81     | True -> fprintf ppf "%s" Pretty.top
  82     | False -> fprintf ppf "%s" Pretty.bottom
  83     | And(f1,f2) ->
  84       print ~parent:(prio f > prio f1) ppf f1;
  85       fprintf ppf " %s "  Pretty.wedge;
  86       print ~parent:(prio f > prio f2) ppf f2;
  87     | Or(f1,f2) ->
  88       (print ppf f1);
  89       fprintf ppf " %s " Pretty.vee;
  90       (print ppf f2);
  91     | Label s -> fprintf ppf "%a" QNameSet.print s
  92     | Move(dir, b, s) ->
  93       let _ = flush_str_formatter() in
  94       let fmt = str_formatter in
  95         let a_str, d_str =
  96           match  dir with
  97           | `Left ->  Pretty.down_arrow, Pretty.subscript 1
  98           | `Right -> Pretty.down_arrow, Pretty.subscript 2
  99         in
 100         fprintf fmt "%s%s" a_str d_str;
 101         State.print fmt s;
 102         let str = flush_str_formatter() in
 103         if b then fprintf ppf "%s" str
 104         else Pretty.pp_overline ppf str
 105   in
 106     if parent then fprintf ppf ")"
 107
 108 let print ppf f =  print ~parent:false ppf f
 109
 110 let is_true f = (expr f) == True
 111 let is_false f = (expr f) == False
 112
 113
 114 let cons pos neg s1 s2 size1 size2 =
 115   let nnode = Node.make { pos = neg; neg = (Obj.magic 0); st = s2; size = size2 } in
 116   let pnode = Node.make { pos = pos; neg = nnode ; st = s1; size = size1 } in
 117     (Node.node nnode).neg <- pnode; (* works because the neg field isn't taken into
 118                                        account for hashing ! *)
 119     pnode,nnode
 120
 121
 122 let empty_pair = StateSet.empty, StateSet.empty
 123 let true_,false_ = cons True False empty_pair empty_pair 0 0
 124 let atom_ d p s =
 125   let si = StateSet.singleton s in
 126   let ss = match d with
 127     | `Left -> si, StateSet.empty
 128     | `Right -> StateSet.empty, si
 129   in fst (cons (Atom(d,p,s)) (Atom(d,not p,s)) ss ss 1 1)
 130
 131 let not_ f = f.Node.node.neg
 132
 133 let union_pair (l1,r1) (l2, r2) =
 134   StateSet.union l1 l2,
 135   StateSet.union r1 r2
 136
 137 let merge_states f1 f2 =
 138   let sp =
 139     union_pair (st f1) (st f2)
 140   and sn =
 141     union_pair (st (not_ f1)) (st (not_ f2))
 142   in
 143     sp,sn
 144
 145 let order f1 f2 = if uid f1  < uid f2 then f2,f1 else f1,f2
 146
 147 let or_ f1 f2 =
 148   (* Tautologies: x|x, x|not(x) *)
 149
 150   if equal f1 f2 then f1
 151   else if equal f1 (not_ f2) then true_
 152
 153   (* simplification *)
 154   else if is_true f1 || is_true f2 then true_
 155   else if is_false f1 && is_false f2 then false_
 156   else if is_false f1 then f2
 157   else if is_false f2 then f1
 158
 159   (* commutativity of | *)
 160   else
 161     let f1, f2 = order f1 f2 in
 162     let psize = (size f1) + (size f2) in
 163     let nsize = (size (not_ f1)) + (size (not_ f2)) in
 164     let sp, sn = merge_states f1 f2 in
 165       fst (cons (Or(f1,f2)) (And(not_ f1, not_ f2)) sp sn psize nsize)
 166
 167
 168 let and_ f1 f2 =
 169   not_ (or_ (not_ f1) (not_ f2))
 170
 171
 172 let of_bool = function true -> true_ | false -> false_
 173
 174
 175 module Infix = struct
 176   let ( +| ) f1 f2 = or_ f1 f2
 177
 178   let ( *& ) f1 f2 = and_ f1 f2
 179
 180   let ( *+ ) d s = atom_ d true s
 181   let ( *- ) d s = atom_ d false s
 182 end