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在万能的魔杖上。 (英语) Zbl 1262.03051号

本文研究一个选择器的分离逻辑。分离逻辑是链表推理的形式主义。虽然列表通常需要两个选择器,一个用于指向下一个链接,另一个用于数据元素,但一个选择器的分离逻辑只考虑下一个链路。直观地说,在具有一个选择器的分离逻辑中,一个原因仅在于列表的结构,而不在于列表的内容。
带有两个选择器的分离逻辑是不可判定的[C.加尔加尼奥等,Lect。注释计算。科学。2245, 108–119 (2001;Zbl 1052.68590号)]. 作者用一个选择器解决了一阶分离逻辑的可判定性、复杂性、表达能力和极小性。
分离逻辑(SL)在内存状态上进行解释,该状态表示程序操作列表的内存状态。从形式上讲,Loc是一个可数的无限位置集,它表示地址集。程序变量由一组可数的无限变量Var表示。内存状态是一对\(s,h)\)(商店)这样,\(s:\mathrm{Var}\to\mathrm{Loc}\)是一个全函数,\(h:\mathrm2{Loc}\rightharpoonup \mathrm3{Loc}\)是具有有限域的部分函数。直观地说,Var表示编程变量和变量的内容。此外,域\(h)表示分配的单元的地址集,而\(h(l)\)是单元在地址\(l)处保持的值。
如果两个堆(h1,h2)的域不相交,则称其不相交。在这种情况下,(h_1*h2)表示这两个堆的不相交并集。
带有一个选择器(SL)的一阶分离逻辑中的公式是使用布尔连接符、一阶量化、等式以及由\(hookrightarrow\)、\(*\)和\(-\!*\)表示的另外三个连接符构建的。SL根据内存状态进行解释。例如,如果(h(s(x))=s(y),则(s,h)满足(x\hookrightarrowy\)。此外,如果存在两个堆\(h_1\),\(h2\),使得\(h=h_1*h2\),\(s,h_1)\models\varphi_1\)和\(s,h2)\models\varphi_2\)成立,则\(s,h)\)满足\(\varphi_1*\varphi_2\)。最后,如果对于每个与(h)不相交的堆,如果(s,h)models\varphi_1,那么(s,h'*h)models \varphi_2\满足(varphi_1-\!*\varphi_2)。\(*\)连接器称为分离连词,而\(-\!*\)称为分离蕴涵以及作为魔杖.
此外,还考虑了SL的两个片段:SL(\(*\))和SL(\-\!*\),这两个片段分别是不带\(-\!*\\)和不带\的SL的限制。
最后,作者考虑了二阶逻辑与二阶量化逻辑。除了布尔连接符和一阶量化之外,它们的二阶逻辑(SO)还包含等式和连接符(hookrightarrow)。该逻辑考虑了两个限制:MSO,其中二阶量化限制为一元(一元)变量;DSO,其中该量化限制为二元二阶变量。
本文的主要结果如下。SL的可满足性问题是不可判定的。此外,通过对数空间转换,SL(-!*)、SL、SO和DSO之间的表达能力是等价的。作者还展示了如何使用(k>1)选择器使其证明适应分离逻辑。
另一方面,作者证明了对于SL(*))可满足性是可判定的,但具有非初等递归复杂性(通过从有限词的一阶理论进行约简)。此外,它们还通过限制使用\(-\!*\)来展示更大的可判定碎片。

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03B70号 计算机科学中的逻辑
03B25号 理论和句子集的可决定性
68号30 软件工程的数学方面(规范、验证、度量、需求等)
68第05页 数据结构
60年第68季度 规范和验证(程序逻辑、模型检查等)

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全文: 内政部

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