我想使用此数据定义
定义Alpha-Equivalencetype Sym = Char
data Exp = Var Sym | App Term Exp | Lam Sym Exp
deriving (Eq, Read, Show)
这样做的最佳方式是什么?
答案 0 :(得分:3)
一种方法是将名称转换为De Bruijn指数,例如0
指的是由最里面的封闭lambda绑定的变量,1
是下一个封闭的lambda,依此类推。因此,不使用绝对名称,而是使用 relative 索引,为您提供alpha等效和捕获 - 避免替换免费:
type Sym = Char
data Exp = Var Sym | App Exp Exp | Lam Sym Exp
deriving (Eq, Read, Show)
type Ind = Int
data Exp' = Var' Ind | App' Exp' Exp' | Lam' Exp'
deriving (Eq, Read, Show)
要进行转换,您只需在范围内保留名称的环境:
db :: Exp -> Exp'
db = go []
where
-- If we see a variable, we look up its index in the environment.
go env (Var sym) = case findIndex (== sym) env of
Just ind -> Var' ind
Nothing -> error "unbound variable"
-- If we see a lambda, we add its variable to the environment.
go env (Lam sym exp) = Lam' (go (sym : env) exp)
-- The other cases are straightforward.
go env (App e1 e2) = App' (go env e1) (go env e2)
现在,alpha等价很简单:
alphaEq x y = db x == db y
-- or:
alphaEq = (==) `on` db
示例:
-- λx.x ~ λy.y
Lam 'x' (Var 'x') `alphaEq` Lam 'y' (Var 'y') == True
-- λx.λy.λz.xz(yz)
s1 = Lam 'x' $ Lam 'y' $ Lam 'z'
$ Var 'x' `App` Var 'z' `App` (Var 'y' `App` Var 'z')
-- λa.λb.λc.ac(bc)
s2 = Lam 'a' $ Lam 'b' $ Lam 'c'
$ Var 'a' `App` Var 'c' `App` (Var 'b' `App` Var 'c')
-- λa.λb.λc.ab(ac)
s3 = Lam 'a' $ Lam 'b' $ Lam 'c'
$ Var 'a' `App` Var 'b' `App` (Var 'a' `App` Var 'c')
s1 `alphaEq` s2 == True
s1 `alphaEq` s3 == False