Z3 ForAll on Arrays



我已经成功地使用Z3创建了一个记录数组,但现在我很难理解在数组上执行$\fall$操作所需的语法。。。这是我迄今为止所拥有的SMT-LIB2代码的一个片段示例。

(declare-datatypes () ((rec (mk-R5 (age Int) (area Int) (married Bool)))))
(declare-const recs (Array Int rec))
(declare-const r1 rec)
(assert(= (age r1) 15))
(assert(= (area r1) 10001))
(assert(= (married r1) true))
(declare-const r2 rec)
(assert(= (age r2) 35))
(assert(= (area r2) 2845))
(assert(= (married r2) true))
(declare-const x Int)
(declare-const y Int)
(assert (= recs (store recs x r1)))
(assert (= recs (store recs y r2)))
(assert(forall ((i rec)) (= (married i) true)))
(check-sat)
(get-model)

我想最后第三行应该有一些关于数组的参考,但我已经尝试了所有的方法,教程对我解决这个问题没有帮助。

如何在这里的数组上执行$\fall$操作?

您似乎正试图将两条记录放入一个数组中,然后对这些元素进行说明。不幸的是,您的编码并不完全意味着这一点。

首先要注意的是以下行的含义:

(declare-const recs (Array Int rec))

这表示recs是一个由所有整数索引的数组。也就是说,域是所有Int值的集合。这可能不是你的意思。

此外,线路:

(assert (= recs (store recs x r1)))
(assert (= recs (store recs y r2)))

最好这样写:

(assert (= (select recs x) r1))
(assert (= (select recs y) r2))

把它想象成说出你对索引xy的了解;而不是一些命令式赋值语句在您试图编写时"修改"recs。smt-lib中没有修改任何值的概念;你只是简单地陈述你所知道的关于你正在构建的模型的真实性。

修复forall断言的一种方法是这样写:

(assert (forall ((i Int)) 
(implies (or (= i x) (= i y)) 
(= (married (select recs i)) true))))

我们量化了这些指数,并说如果指数是iy,那么这些记录中有married人。通过这些修改,Z3响应:

sat
(model
(define-fun r2 () rec
(mk-R5 35 2845 true))
(define-fun recs () (Array Int rec)
(_ as-array k!0))
(define-fun y () Int
1)
(define-fun x () Int
0)
(define-fun r1 () rec
(mk-R5 15 10001 true))
(define-fun k!0!2 ((x!0 Int)) rec
(ite (= x!0 1) (mk-R5 35 2845 true)
(mk-R5 15 10001 true)))
(define-fun k!1 ((x!0 Int)) Int
(ite (= x!0 0) 0
1))
(define-fun k!0 ((x!0 Int)) rec
(k!0!2 (k!1 x!0)))
)

这有点难以阅读,但它确实为您提供了一个指定的模型。

然而,在我看来,这并不是你试图建立的模型;但很难从你的问题中分辨出来。如果你描述你试图解决的实际问题,答案可能会更有帮助。

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