python模态逻辑K求解器

时间:2015-10-22 14:44:42

标签: python logic

我正在研究在python(2.7.5版本)中实现的模态逻辑tableau解算器。 所以我已经有了一个将输入字符串转换为tableau格式的函数:

输入:

~p ^ q

解析:

['and',('not', 'p'), 'q']

已应用解析和Alpha规则:

[('not', 'p'), 'q']

现在,我处理了交叉,双重否定等alpha公式。 我现在遇到的问题是 beta公式,例如Union。

对于Union公式,我需要编写一个函数,将一个列表拆分为两个列表,例如:

输入:

('and', 's', ('or', (not,'r'), 'q'))

输出:

1st list ('s',('not','r'))
2nd list ('s','q')

我可以轻松地执行一次,但是如何递归扫描公式并生成这些列表,以便稍后我可以扫描它们并验证它们是否已关闭?

这样做的最终目标是创建一个画面求解器,它生成一个模型图或返回一个公式不可满足的答案。

2 个答案:

答案 0 :(得分:2)

这是一个非常有趣的项目:)。我现在正在谈论模态逻辑。

我首先建议您使用InToHyLo输入格式,这在现有解算器中非常标准。

InToHyLo格式如下:

  file ::= ['begin'] dml ['end']

  fml ::= '(' fml ')'                        (* parentheses *)
        | '1' | 'true' | 'True' | 'TRUE'     (* truth *)
        | '0' | 'false' | 'False' | 'FALSE'  (* falsehood *)
        | '~' fml | '-' fml                  (* negation *)
        | '<>' fml | '<' id '>' fml          (* diamonds *)
        | '[]' fml | '[' id ']' fml          (* boxes *)
        | fml '&' fml                        (* conjunction *)
        | fml '|' fml                        (* disjunction *)
        | fml '->' fml                       (* implication *)
        | fml '<->' fml                      (* equivalence *)
        | id                                 (* prop. var. *)

   where identifiers (id) are arbitrary nonempty alphanumeric sequences: (['A'-'Z' 'a'-'z' '0'-'9']+)

简化公式的解析并专注于真正的问题:解决实例。我建议你使用像flex/bison这样的现有解析器。

通过互联网查找您的问题,(我远不是Python的专家)看起来像“http://pyparsing.wikispaces.com”库是解析的参考。

之后,只需使用Bison,您的文件就会被完全解析。

这是我的Bison文件(在解决方案C ++中使用Flex / Bison):

/*
 *
 *  Compile with bison.
 */

/*** Code inserted at the begin of the file. ***/
%{   
  #include <stdlib.h>
  #include <list>
  #include "Formula.h"

  // yylex exists
  extern int yylex();
  extern char yytext[];

  void yyerror(char *msg);
%}


/*** Bison declarations ***/
%union
{
   bool         bval;
   operator_t  opval;
   char        *sval;
   TermPtr     *term;      
}

%token LROUND RROUND 

%left IFF
%left IMP
%left OR
%left AND
%right DIAMOND 
%right BOX 
%right NOT 

%token VALUE
%token IDENTIFIER

%type<bval> VALUE
%type<sval> IDENTIFIER 

%type<term> Formula BooleanValue BooleanFormula ModalFormula PropositionalVariable UnaryFormula
%type<opval> BinaryBoolOperator UnaryBoolOperator ModalOperator

%start Start

%%

Start:  
| Formula  { (Formula::getFormula()).setRoot(*$1); }
;

Formula:   BooleanFormula               { $$ = $1; }
         | ModalFormula                 { $$ = $1; }
         | UnaryFormula                 { $$ = $1; }
         | LROUND Formula RROUND        { $$ = $2; }
;

BooleanValue:   VALUE { $$ = new TermPtr( (Term*) new BooleanValue($1) ); }
;

PropositionalVariable:   IDENTIFIER { $$ = new TermPtr( (Term*) new PropositionalVar($1) ); }
;

BooleanFormula:   Formula BinaryBoolOperator Formula { 

                      $$ = new TermPtr( (Term*) new BooleanOp(*$1, *$3, $2) );  /* can be (A OR B) or (A AND B) */
                      delete($3); 
                      delete($1); 
                  }

|                 Formula IMP Formula {

                      ($1)->Negate();
                      $$ = new TermPtr( (Term*) new BooleanOp(*$1, *$3, O_OR) ); /* A -> B can be written : (¬A v B) */
                      delete($3); 
                      delete($1);
                  }

|                 PropositionalVariable IFF PropositionalVariable {

                      PropositionalVar *Copy1 = new PropositionalVar( *((PropositionalVar*)$1->getPtr()) );
                      PropositionalVar *Copy3 = new PropositionalVar( *((PropositionalVar*)$3->getPtr()) );

                      TermPtr Negated1( (Term*)Copy1, $1->isNegated() ); 
                      TermPtr Negated3( (Term*)Copy3, $3->isNegated() );

                      Negated1.Negate(); 
                      Negated3.Negate();

                      TermPtr Or1( (Term*) new BooleanOp(Negated1, *$3, O_OR) ); /* Or1 = (¬A v B) */
                      TermPtr Or2( (Term*) new BooleanOp(Negated3, *$1, O_OR) ); /* Or2 = (¬B v A) */

                      $$ = new TermPtr( (Term*) new BooleanOp(Or1, Or2, O_AND) ); /* We add : (Or1 AND OrB) */

                      delete($3); 
                      delete($1);
                  }                           
;

ModalFormula:   ModalOperator LROUND Formula RROUND  {

                  $$ = new TermPtr( (Term*) new ModalOp(*$3, $1) );
                  delete($3);
                }
|
                ModalOperator ModalFormula  {

                  $$ = new TermPtr( (Term*) new ModalOp(*$2, $1) );
                  delete($2);
                }        
|
                ModalOperator UnaryFormula  {

                  $$ = new TermPtr( (Term*) new ModalOp(*$2, $1) );
                  delete($2);
                }   
;

UnaryFormula:   BooleanValue                 { $$ = $1; }

|               PropositionalVariable        { $$ = $1; }

|
                UnaryBoolOperator UnaryFormula {

                  if ($1 == O_NOT) {
                    ($2)->Negate(); 
                  }                 

                  $$ = $2; 
                }
|
                UnaryBoolOperator ModalFormula {

                  if ($1 == O_NOT) {
                    ($2)->Negate(); 
                  }                 

                  $$ = $2; 
                }                
|
                UnaryBoolOperator LROUND Formula RROUND {

                  if ($1 == O_NOT) {
                    ($3)->Negate(); 
                  }                 

                  $$ = $3; 
                }
;


ModalOperator:   BOX          { $$ = O_BOX; }
|                DIAMOND      { $$ = O_DIAMOND; }
;

BinaryBoolOperator:   AND     { $$ = O_AND; }
|                     OR      { $$ = O_OR; }
;

UnaryBoolOperator:   NOT      { $$ = O_NOT; }
;


/*** Code inserted at the and of the file ***/
%%

void yyerror(char *msg)
{
  printf("PARSER: %s", msg);
  if (yytext[0] != 0)
    printf(" near token '%s'\n", yytext);
  else 
    printf("\n");
  exit(-1);   
}

通过调整它,你将能够完全和递归地解析模态逻辑公式:)。

如果稍后,您想要将您的求解器挑战现有的画面求解器(例如Spartacus)。不要忘记这些解决方案几乎一直都在,回答一个最大的开放Tableau,所以如果你想找到解决方案的Kripke模型,它们肯定会更快;)

我希望我设法帮助你解决问题,我希望不那么理论化,但遗憾的是我没有掌握python:/。

希望你的求解者能做到最好;

最诚挚的问候。

如果你接受我使用InToHyLo的提议,我最近在Kripke模型的Checker上使用了模态逻辑K.你可以在这里找到:http://www.cril.univ-artois.fr/~montmirail/mdk-verifier/

最近发表于PAAR'2016:

检查模态逻辑的Kripke模型K ,Jean-Marie Lagniez,Daniel Le Berre,Tiago de Lima和Valentin Montmirail,第五届自动推理实用方面研讨会论文集(PAAR 2016) )

答案 1 :(得分:1)

这个问题已经对我最初的问题有一个选定的答案。如果有人对多种不同模型逻辑的完整实现感兴趣,请阅读我的report here。它包含许多细节,因此您不会迷路。

可以在我的github repo here中找到解析器本身(Python)的实现。 代码的文档不是最好的,但是如果你理解了理论,你应该很容易找到它,我希望:)。