source: sizechecking/Examples.hs @ 8

Last change on this file since 8 was 5, checked in by gobi, 13 years ago

size checking

File size: 9.8 KB
Line 
1{-# LANGUAGE ScopedTypeVariables, ExistentialQuantification, Rank2Types #-}
2module Examples where
3
4import Lambda
5import SizedExp
6import Prelude (($))
7import Constraints
8import Prelude ( (+), (-), Int, (==), (*), (<), (>), (<=), (>=), (/=) )
9import qualified Prelude as P
10import qualified Control.Monad as M
11import qualified Data.List as List
12import Debug.Trace
13
14head :: (SizedExp se ) => Size se ([l] -> l)
15head = bind headc body
16    where 
17    body l = match l true (\x xs -> x) 
18
19tail :: (SizedExp se ) => Size se ([l] -> [l])
20tail = bind tailc body
21    where body l = match l true (\x xs -> xs) 
22
23cons :: (SizedExp se) => Size se (x -> [x] -> [x])
24cons = bind conss true
25
26t3 :: (SizedExp se) => Size se ( (a -> a) -> a -> a )
27t3 = bind t3s body
28    where body f x = f `app` (f `app` (f `app` x))
29
30nil :: (SizedExp se) => Size se ([x])
31nil  = bind nils true
32
33map :: (SizedExp se)  => Size se ( (a->b) -> [a] -> [b] )
34map = bind smap body
35    where body f l = match l (nil)
36            ( \x xs ->  cons `app` (f `app` x) `app` (map `app` f `app` xs ))
37
38heads :: (SizedExp se) => Size se ( [[a]] -> [a] )
39heads = bind sheads $ \l ->  map `app` head `app` l
40
41tails :: (SizedExp se) => Size se ( [[a]] -> [[a]] )
42tails = bind stails $ \l ->  map `app` tail `app` l
43
44append :: (SizedExp se) => Size se ([a] -> [a] -> [a])
45append = bind appends body
46    where body l1 l2 = match l1 (l2)
47            (\x xs -> cons `app` x `app` (append `app` xs `app` l2))
48
49t27 :: (SizedExp se) => Size se ((a -> a) -> a -> a)
50t27 = bind ( App t3s t3s) $ t3 `app` t3
51
52t27_ :: (SizedExp se) => Size se ((a -> a) -> a -> a)
53t27_ = bind ( App t3s t3s) $ 
54        \f ->  t3 `app` t3 `app` f
55
56t27__ :: (SizedExp se) => Size se ((a -> a) -> a -> a)
57t27__ = bind ( App t3s t3s) $ \f x ->
58            t3 `app` t3 `app` f `app` x
59
60pam :: (SizedExp se) => Size se ([a -> b] -> a -> [b])
61pam = bind (AAbs 1 2 $ Abs 3 $ List (Var 1) (Abs 4 $ (App (App (Var 2) (Var 4)) (Var 3)))) $ \fl x -> match fl (nil)
62    (\f fs -> cons `app` (f `app` x) `app` (pam `app` fs `app` x))
63
64reverse :: (SizedExp se) => Size se([a] -> [a])
65reverse = bind reverses $ \l -> match l (
66                nil
67            )(
68                \x xs -> append `app` (reverse `app` xs) `app` (cons `app` x `app` nil)
69            )
70
71addone :: (SizedExp se) => Size se ([P.Int] -> [P.Int])
72addone = bind addones $ \l -> cons `app` 1 `app` l
73
74add3 :: (SizedExp se) => Size se ([P.Int] -> [P.Int])
75add3 = bind (AAbs 0 1 $ List (Op (Var 0) '+' (Num 3)) (Var 1)) $
76        \l -> t3 `app` addone `app` l
77
78add3_ :: (SizedExp se) => Size se ([P.Int] -> [P.Int])
79add3_ = bind (AAbs 0 1 $ List (Op (Var 0) '+' (Num 3)) (Var 1)) $
80        t3 `app` addone
81
82t9_ :: (SizedExp se) => Size se ((a -> a) -> a -> a)
83t9_ = bind ( Abs 0 $ App t3s (App t3s (Var 0))) $
84        \f -> t3 `app` (t3 `app` f)
85
86t9 :: (SizedExp se) => Size se ((a -> a) -> a -> a)
87t9 = bind ( Abs 0 $ App t3s (App t3s (Var 0))) $
88        \f x -> t3 `app` (t3 `app` f) `app` x
89
90add27s = (AAbs 0 1 $ List (Op (Var 0) '+' (Num 27)) (Abs 2 Unsized))
91add27 :: (SizedExp se) => Size se ([P.Int] -> [P.Int])
92add27 = bind add27s $ \x ->  t27 `app` addone `app` x
93
94
95zipWiths = let q = App (Var 4) $ Op (Op (Var 5) '+' (Var 3)) '-' (Var 1)  in
96    (Abs 0 $ AAbs 1 2 $ AAbs 3 4 $ List (Var 1) (Abs 5 $ App (App (Var 0) (App (Var 2) (Var 5))) q ))
97zipWith :: (SizedExp se) => Size se ((a2 -> a1 -> a) -> [a2] -> [a1] -> [a])
98zipWith = bind zipWiths $ \f l1 l2 ->
99        match l1 (
100            nil
101        ) (
102            \x xs -> match l2 (
103                true
104            ) (
105                \y ys -> cons `app` (f `app` x `app` y) `app` (zipWith `app` f `app` xs `app` ys)
106            )
107        )
108appAll :: (SizedExp se) => Size se ( [a -> b] -> a -> [b] )
109appAll = bind (AAbs 0 1 $ Abs 2 $ List (Var 0) (Abs 3 $ Var 1 `App` Var 3 `App` Var 2 ) ) $ \fl x -> match fl ( 
110            nil
111        ) ( 
112            \f fs -> cons `app` (f `app` x) `app` (appAll `app` fs `app` x)
113        )
114
115conspack :: (SizedExp se) => Size se (P.Int -> [P.Int] -> [P.Int])
116conspack = bind (Abs 0 $ AAbs 1 2 $ List (Op (Var 1) '+' (Num 1)) (Abs 3 Unsized)) $ \x l ->
117    match l (cons `app` x `app` l) 
118    (\hd tl -> iff (x == hd) (
119            cons `app` x `app` l
120        ) (
121            cons `app` hd `app` (conspack `app` x `app` tl)
122        )
123    )
124
125cprod :: (SizedExp se) => Size se ([P.Int] -> [P.Int] -> [[P.Int]])
126cprod = known  (AAbs 0 1 $ AAbs 2 3 $ List (Op (Var 0) '*' (Var 2)) $ Abs 4 $ List (Num 2) $ Abs 5 Unsized) 
127
128sqdiff :: SizedExp se => Size se ([Int] -> [Int] -> [[Int]])
129sqdiff = bind (let sq l = Op l '*' l in AAbs 0 1 $ AAbs 2 3 $ List (sq $ Op (Var 0) '-' (Var 2)) $ Abs 4 $ List (Num 2) $ Abs 5 Unsized) $
130    \l1 l2 -> match l1 (cprod `app` l2 `app` l2)
131        (\hd1 tl1 -> match l2 (cprod `app` l1 `app` l1)
132            (\hd2 tl2 -> sqdiff `app` tl1 `app` tl2))
133
134replace :: SizedExp se => Size se (Int -> [Int] -> [Int])
135replace = bind (Abs 0 $ AAbs 1 2 $ List (Var 1) (Abs 3 Unsized)) $
136    \x l -> match l (nil) (\hd tl -> cons `app` (x+hd) `app` tl)
137
138scalar_prod :: (SizedExp se0) =>  Size se0 ([Int] -> [Int] -> [Int])
139scalar_prod = bind (AAbs 0 1 $ AAbs 2 3 $ List (Num 1) (Abs 4  Unsized)) $ 
140    \l1 l2 -> match l1 (
141        match l2 ( cons `app` 0 `app` nil ) 
142            (\hd2 tl2 -> true)
143    ) ( \hd1 tl1 ->
144        match l2 (true) 
145            ( \hd2 tl2 -> replace `app` (hd1 * hd2) `app` (scalar_prod `app` tl1 `app` tl2) )
146    )
147
148mlist :: SizedExp se => Size se (a -> [a -> x] -> [x])
149mlist = bind (Abs 0 $ AAbs 1 2 $ List (Var 1) (Abs 3 $ Var 2 `App` Var 3 `App` Var 0)) 
150    $ \x l -> match l nil (\f fs -> cons `app` (f `app` x) `app` (mlist `app` x `app` fs))
151
152strange :: (SizedExp se) => Size se ([Int] -> [Int])
153strange = bind (AAbs 0 1 $ List (Num 2) (Abs 2 Unsized)) $ \l1 ->
154    let b = match l1 nil (\x1 l2 -> match l2 nil (\x2 l3 ->  cons `app` x2 `app` (cons `app` x1 `app` nil)))
155    in match b (cons `app` 0 `app` (cons `app` 0 `app` nil)) (\x xs -> b)
156
157
158take4 :: SizedExp se => Size se (([a] -> [a]) -> [[a]])
159take4 = bind (Abs 0 $ List (Num 1) (Abs 2 (Var 0 `App` (Var 0 `App` List (Num 0) (Abs 1 $ Bottom))))) $
160    \f ->cons `app` (f `app` (f `app` nil) ) `app` nil
161
162
163merge :: SizedExp se => Size se ([Int] -> [Int] -> [Int])
164merge = bind (AAbs 0 1 $ AAbs 2 3 $ List (Op (Var 0) '+' (Var 2)) (Abs 4 $ Unsized))$
165    \l1 l2 -> match l1 l2 (
166        \x xs -> match l2 l1 (
167                \y ys -> iff (x>y) (cons `app` x `app` (merge `app` xs `app` l2))
168                                  (cons `app` y `app` (merge `app` l1 `app` ys))
169            )
170        )
171
172split1 :: SizedExp se => Size se ([Int] -> [Int])
173split1 = bind (AAbs 0 1 $ List (Op (Op (Var 0) '+' (Num 1))'/' (Num 2)) (Abs 2 $ Unsized))  $
174    \z -> match z nil (\y ys -> cons `app` y `app` (split2 `app` ys))
175
176split2 :: SizedExp se => Size se ([Int] -> [Int])
177split2 = bind (AAbs 0 1 $ List (Op (Var 0) '/' (Num 2)) (Abs 2 $ Unsized)) $
178    \z -> match z nil (\y ys -> split1 `app` ys)
179
180ms = (AAbs 0 1 $ List (Var 0) (Abs 4 $ Unsized))
181mergesort :: SizedExp se => Size se ([Int] -> [Int])
182mergesort = bind ms $
183    \l -> match l nil (\x xs ->
184        merge `app` (mergesort `app` (split1 `app` l)) `app` (mergesort `app` (split2 `app` l))
185    )
186
187last :: SizedExp se => Size se ([a] -> a)
188last = bind (AAbs 0 1 $ App (Var 1) (Num 0)) $
189    \l -> match l true (\x xs -> match xs x (\_ _ -> last `app` xs))
190
191charm :: SizedExp se => Size se (([a] -> [a]) -> a)
192charm = bind (Abs 0 $ App (AAbs 2 3 $ App (Var 3) (Num 0)) (App (Var 0) (List (Num 0) $ Abs 1 Bottom))) $
193    \ f -> last `app` (f `app` nil)
194
195fix :: SizedExp se => Size se ((a -> a) -> a)
196fix = bind (Abs 2 $ App y (Var 2)) $ 
197    \f -> f `app` (fix `app` f)
198
199transpose :: SizedExp se => Size se ([[a]] -> [[a]])
200transpose = bind transposec $ \l -> match l true $
201    \l1 xss -> match l1 true $
202        \x xs -> cons `app` (cons `app` x `app` (heads `app` xss))
203            `app` (transpose `app` (cons `app` xs `app` (tails `app` xss)))
204transposec = (AAbs 18 5 $ List len fun ) 
205    where
206    len = (AAbs 19 6 $ (Var 19) ) `App` (Var 5 `App` Num 0)
207    fun = Abs 8 $ List (Var 18) (Abs 9 $  (AAbs 19 6 $ Var 6 `App` Var 8 ) `App` (Var 5 `App` Var 9) )
208
209comps = (Abs 2 $ Abs 3 $ Abs 4 $ App (Var 2) (App (Var 3) (Var 4)) )
210comp :: (SizedExp se)  => Size se ( (b->c) -> (a->b) -> a->c )
211comp = bind comps $ \f g x -> f `app` (g `app` x)
212
213data TestCase = forall a . TestCase P.String (forall se. SizedExp se => Size se a)
214
215tests :: [TestCase]
216tests = [
217          TestCase "append" append
218        , TestCase "reverse" reverse
219        , TestCase "heads" heads
220        , TestCase "map" map
221        , TestCase "pam" pam
222        , TestCase "head" head
223        , TestCase "tail" tail
224        , TestCase "t3" t3
225        , TestCase "t9" t9
226--        , TestCase "t9_" t9_  -- too few arguments in definition
227        , TestCase "t27" t27
228        , TestCase "t27_" t27_
229        , TestCase "t27__" t27__
230        , TestCase "addone" addone
231        , TestCase "add3" add3
232--        , TestCase "add3_" add3_ -- too few arguments in definition
233        , TestCase "add27" add27
234        , TestCase "zipWith" zipWith
235        , TestCase "appAll" appAll
236        , TestCase "conspack" conspack
237        , TestCase "scalar_prod" scalar_prod
238        , TestCase "sqdiff" sqdiff
239        , TestCase "mlist" mlist
240        , TestCase "strange" strange
241        , TestCase "take4" take4
242        , TestCase "charm" charm
243        , TestCase "comp" comp
244    ]
245
246runTests = do
247    failed <- M.forM tests $ \(TestCase name test) -> do
248        P.print$ " +++++++++++++++++++++++++++++++"
249        P.print$ " +  Proving " P.++ name
250        P.print$ " +++++++++++++++++++++++++++++++"
251
252        s <- prove test
253        if P.not s then
254            M.return [name]
255        else
256            M.return []
257
258    let f = P.concat failed
259    if List.null f then 
260        P.putStrLn "All ok."
261    else do
262        P.putStr $ "\n\nFailed test cases: "
263        P.putStrLn $ List.intercalate ", " f
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.