source: sizechecking/Examples.hs @ 15

Last change on this file since 15 was 14, checked in by gobi, 13 years ago

removing some debug

File size: 10.3 KB
Line 
1{-# LANGUAGE ScopedTypeVariables, ExistentialQuantification, Rank2Types #-}
2module Examples where
3
4import Lambda
5import SizedExp
6import Constraints()
7import Prelude ( ($), (+), (-), Int, (==), (*), (<), (>), (<=), (>=), (/=) )
8import qualified Prelude as P
9import qualified Control.Monad as M
10import qualified Data.List as List
11
12head :: (SizedExp se ) => Size se ([l] -> l)
13head = bind headc body
14    where 
15    body l = match l true P.const
16
17tail :: (SizedExp se ) => Size se ([l] -> [l])
18tail = bind tailc body
19    where body l = match l true (\_ xs -> xs)
20
21cons :: (SizedExp se) => Size se (x -> [x] -> [x])
22cons = bind conss true
23
24t3 :: (SizedExp se) => Size se ( (a -> a) -> a -> a )
25t3 = bind t3s body
26    where body f x = f `app` (f `app` (f `app` x))
27
28nil :: (SizedExp se) => Size se [x]
29nil  = bind nils true
30
31map :: (SizedExp se)  => Size se ( (a->b) -> [a] -> [b] )
32map = bind smap body
33    where body f l = match l nil
34            ( \x xs ->  cons `app` (f `app` x) `app` (map `app` f `app` xs ))
35
36heads :: (SizedExp se) => Size se ( [[a]] -> [a] )
37heads = bind sheads $ \l ->  map `app` head `app` l
38
39tails :: (SizedExp se) => Size se ( [[a]] -> [[a]] )
40tails = bind stails $ \l ->  map `app` tail `app` l
41
42append :: (SizedExp se) => Size se ([a] -> [a] -> [a])
43append = bind appends body
44    where body l1 l2 = match l1 l2
45            (\x xs -> cons `app` x `app` (append `app` xs `app` l2))
46
47t27 :: (SizedExp se) => Size se ((a -> a) -> a -> a)
48t27 = bind (App t3s t3s) $ t3 `app` t3
49
50t27_ :: (SizedExp se) => Size se ((a -> a) -> a -> a)
51t27_ = bind (App t3s t3s) $ 
52        \f ->  t3 `app` t3 `app` f
53
54t27__ :: (SizedExp se) => Size se ((a -> a) -> a -> a)
55t27__ = bind (App t3s t3s) $ \f x ->
56            t3 `app` t3 `app` f `app` x
57
58pam :: (SizedExp se) => Size se ([a -> b] -> a -> [b])
59pam = bind (AAbs 1 2 $ Abs 3 $ List (Var 1) (Abs 4 $ App (App (Var 2) (Var 4)) (Var 3))) $ \fl x -> match fl nil
60    (\f fs -> cons `app` (f `app` x) `app` (pam `app` fs `app` x))
61
62reverse :: (SizedExp se) => Size se([a] -> [a])
63reverse = bind reverses $ \l -> match l
64                nil
65            (
66                \x xs -> append `app` (reverse `app` xs) `app` (cons `app` x `app` nil)
67            )
68
69addone :: (SizedExp se) => Size se ([P.Int] -> [P.Int])
70addone = bind addones $ \l -> cons `app` 1 `app` l
71
72add3 :: (SizedExp se) => Size se ([P.Int] -> [P.Int])
73add3 = bind (AAbs 0 1 $ List (Op (Var 0) '+' (Num 3)) (Var 1)) $
74        \l -> t3 `app` addone `app` l
75
76add3_ :: (SizedExp se) => Size se ([P.Int] -> [P.Int])
77add3_ = bind (AAbs 0 1 $ List (Op (Var 0) '+' (Num 3)) (Var 1)) $
78        t3 `app` addone
79
80t9_ :: (SizedExp se) => Size se ((a -> a) -> a -> a)
81t9_ = bind ( Abs 0 $ App t3s (App t3s (Var 0))) $
82        \f -> t3 `app` (t3 `app` f)
83
84t9 :: (SizedExp se) => Size se ((a -> a) -> a -> a)
85t9 = bind ( Abs 0 $ App t3s (App t3s (Var 0))) $
86        \f x -> t3 `app` (t3 `app` f) `app` x
87
88add27s :: L
89add27s = AAbs 0 1 $ List (Op (Var 0) '+' (Num 27)) (Abs 2 Unsized)
90add27 :: (SizedExp se) => Size se ([P.Int] -> [P.Int])
91add27 = bind add27s $ \x ->  t27 `app` addone `app` x
92
93
94zipWiths :: L
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        (\_ tl1 -> match l2 (cprod `app` l1 `app` l1)
132            (\_ 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
138scalarProd :: (SizedExp se0) =>  Size se0 ([Int] -> [Int] -> [Int])
139scalarProd = 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            (\_ _ -> true)
143    ) ( \hd1 tl1 ->
144        match l2 true
145            ( \hd2 tl2 -> replace `app` (hd1 * hd2) `app` (scalarProd `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 yComb (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
213test1s = Abs 2 $ AAbs 19 6 $ Var 2 `App` List (Var 19) (Var 6)
214test1 :: (SizedExp se)  => Size se (([a] -> [b]) -> [a] -> [b])
215test1 = bind test1s $ \f l -> match (f `app` l) nil (\x xs -> f `app` l)
216
217
218test2s = Abs 2 $ AAbs 18 5  $ appends `App` (Var 2 `App` List (Var 18) (Var 5)) `App`
219  (appends `App` (Var 2 `App` List (Var 18) (Var 5)) `App` List (Var 18) (Var 5))
220test2 :: (SizedExp se)  => Size se (([a] -> [a]) -> [a] -> [a])
221test2 = bind test2s $ \f l -> append `app` (f `app` l) `app` (append `app` (f `app` l) `app` l)
222
223data TestCase = forall a . TestCase P.String (forall se. SizedExp se => Size se a)
224
225tests :: [TestCase]
226tests = [
227          TestCase "append" append
228        , TestCase "reverse" reverse
229        , TestCase "heads" heads
230        , TestCase "map" map
231        , TestCase "pam" pam
232        , TestCase "head" head
233        , TestCase "tail" tail
234        , TestCase "t3" t3
235        , TestCase "t9" t9
236--        , TestCase "t9_" t9_  -- too few arguments in definition
237--        , TestCase "t27" t27
238--        , TestCase "t27_" t27_
239        , TestCase "t27__" t27__
240        , TestCase "addone" addone
241        , TestCase "add3" add3
242--        , TestCase "add3_" add3_ -- too few arguments in definition
243        , TestCase "add27" add27
244        , TestCase "zipWith" zipWith
245        , TestCase "appAll" appAll
246        , TestCase "conspack" conspack
247        , TestCase "scalarProd" scalarProd
248        , TestCase "sqdiff" sqdiff
249        , TestCase "mlist" mlist
250        , TestCase "strange" strange
251        , TestCase "take4" take4
252        , TestCase "charm" charm
253        , TestCase "comp" comp
254        , TestCase "merge" merge
255        , TestCase "split1" split1
256        , TestCase "split2" split2
257        , TestCase "mergesort" mergesort
258    ]
259
260runTests = do
261    failed <- M.forM tests $ \(TestCase name test) -> do
262        P.print " +++++++++++++++++++++++++++++++"
263        P.print $ " +  Proving " P.++ name
264        P.print " +++++++++++++++++++++++++++++++"
265
266        s <- prove test
267        M.return [name | P.not s]
268
269    let f = P.concat failed
270    if List.null f then 
271        P.putStrLn "All ok."
272      else do
273        P.putStr "\n\nFailed test cases: "
274        P.putStrLn $ List.intercalate ", " f
275
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.