在 CVC4 中使用类型参数调用自定义数据类型的无参数构造函数

Question

我正在尝试使用 Java API 在 CVC4 中定义参数化数据类型 option。

 DATATYPE option[T] =
        None
      | Some(elem: T)
 END;

我的问题是我不知道如何调用None 构造函数。 我尝试了以下代码：

class Cvc4Test3 {

    public static void main(String... args) {
        Cvc4Solver.loadLibrary();
        ExprManager em = new ExprManager();
        SmtEngine smt = new SmtEngine(em);

        DatatypeType dt = createOptionDatatype(em);
        // instantiate to int
        DatatypeType dtInt = dt.instantiate(vector(em.integerType()));

        // x is an integer variable
        Expr x = em.mkVar("x", em.integerType());

        // create equation: None::option[INT] = Some(x)
        Expr l = em.mkExpr(Kind.APPLY_CONSTRUCTOR, dtInt.getConstructor("None"));
        Expr la = em.mkExpr(Kind.APPLY_TYPE_ASCRIPTION, em.mkConst(new AscriptionType(dtInt)), l);
        Expr r = em.mkExpr(Kind.APPLY_CONSTRUCTOR, dtInt.getConstructor("Some"), x);
        Expr eq = em.mkExpr(Kind.EQUAL, la, r);

        // Try to solve equation:
        smt.setOption("produce-models", new SExpr(true));
        smt.assertFormula(eq);
        Result res = smt.checkSat();
        System.out.println("res = " + res);
    }

    /**
     * DATATYPE option[T] =
     * None
     * | Some(elem: T)
     * END;
     */
    private static DatatypeType createOptionDatatype(ExprManager em) {
        Type t = em.mkSort("T");
        vectorType types = vector(t);
        Datatype dt = new Datatype("option", types);
        DatatypeConstructor cNone = new DatatypeConstructor("None");
        dt.addConstructor(cNone);
        DatatypeConstructor cSome = new DatatypeConstructor("Some");
        cSome.addArg("elem", t);
        dt.addConstructor(cSome);
        return em.mkDatatypeType(dt);
    }

    private static vectorType vector(Type... types) {
        vectorType res = new vectorType();
        for (Type t : types) {
            res.add(t);
        }
        return res;
    }
}

这会导致以下错误：

Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: matching failed for type ascription argument of parameterized datatype: matching failed for type ascription argument of parameterized datatype
    at edu.nyu.acsys.CVC4.CVC4JNI.SmtEngine_assertFormula__SWIG_1(Native Method)
    at edu.nyu.acsys.CVC4.SmtEngine.assertFormula(SmtEngine.java:149)

当我删除类型归属行时，它不会推断出正确的类型，所以我认为类型归属是必要的。这是我得到的没有类型归属的错误：

Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: Subexpressions must have a common base type:
Equation: None = Some(x)
Type 1: option[T]
Type 2: option[INT]
: Subexpressions must have a common base type:
Equation: None = Some(x)
Type 1: option[T]
Type 2: option[INT]

    at edu.nyu.acsys.CVC4.CVC4JNI.SmtEngine_assertFormula__SWIG_1(Native Method)
    at edu.nyu.acsys.CVC4.SmtEngine.assertFormula(SmtEngine.java:149)

如何使用 Java API 正确创建此数据类型和公式？

Answer 1

在 CVC4 邮件列表上从 Andrew Reynolds 那里得到了答复：

首先，请注意我们已更新到新的 API (https://github.com/CVC4/CVC4/blob/master/src/api/cvc4cpp.h)。
巧合的是，我刚刚提交了一个PR，添加了接口 在新 API 中获取所需的构造函数： https://github.com/CVC4/CVC4/pull/4817

如果您对旧 API 感兴趣，您的代码几乎是正确的， 但是，我们期望的演员阵容存在细微差别。

特别是，在 SMT-LIB 中，强制转换应用于构造函数运算符， 不是条款（您可能对此讨论感兴趣 https://github.com/Z3Prover/z3/issues/2135)。这意味着 AST CVC4 中的 nil 项是：（APPLY_CONSTRUCTOR (APPLY_TYPE_ASCRIPTION 无 T)) 不是 (APPLY_TYPE_ASCRIPTION (APPLY_CONSTRUCTOR None) option[Int]) 不幸的是，有一个 旧 API 中关于 T 是什么的复杂性。它不是“选项[Int]”， 相反，它是“option[Int] 类型的构造函数的类型”，或者什么 我们称之为“构造函数类型”。

这是创建表达式的更正代码：

    // create equation: None::option[INT] = Some(x)
    Type noneInt = dtInt.getDatatype().get("None").getSpecializedConstructorType(dtInt);
    Expr la = em.mkExpr(Kind.APPLY_TYPE_ASCRIPTION, em.mkConst(new AscriptionType(noneInt)), dtInt.getConstructor("None"));
    Expr l = em.mkExpr(Kind.APPLY_CONSTRUCTOR, la);
    Expr r = em.mkExpr(Kind.APPLY_CONSTRUCTOR, dtInt.getConstructor("Some"), x);
    Expr eq = em.mkExpr(Kind.EQUAL, l, r);

1. 类型选项[INT] 和构造函数类型选项[INT] 之间存在差异。类型归属需要使用构造函数类型。
2. 归属必须在构造函数上，而不是在应用的构造函数上。