【Coq】06 Basics VI 更多练习
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10: 1 star, standard (identity_fn_applied_twice)
使用您迄今学到的策略来证明有关 Boolean 函数以下定理。
Theorem identity_fn_applied_twice :
forall (f : bool -> bool),
(forall (x : bool), f x = x) ->
forall (b : bool), f (f b) = b.
Proof.
(* FILL IN HERE *) Admitted.
Coq代码
Proof.
intros f.
intros x.
intros b0.
rewrite -> x.
rewrite -> x.
reflexivity.
Qed.
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11: 1 star, standard (negation_fn_applied_twice)
现在说明和证明定理 negation_fn_applied_twice 类似于上一个,但其中第二个假设说,功能 f 有属性,f x = negb x。
(* FILL IN HERE *)
(* Do not modify the following line: *)
Definition manual_grade_for_negation_fn_applied_twice : option (nat*string) := None.
(** (The last definition is used by the autograder.)
Coq代码
Theorem negation_fn_applied_twice :
forall (f : bool -> bool),
(forall (x : bool), f x = negb x) ->
forall (b : bool), f (f b) = b.
Proof.
intros f.
intros x.
intros [].
- rewrite -> x.
rewrite -> x.
reflexivity.
- rewrite -> x.
rewrite -> x.
reflexivity.
Qed.
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12: 3 stars, standard, optional (andb_eq_orb)
证明以下定理。(提示:这个可能有点棘手,这取决于你如何接近它。您可能需要 destruct 和 rewrite ,但破坏眼前的一切并不是最好的方法。
Theorem andb_eq_orb :
forall (b c : bool),
(andb b c = orb b c) ->
b = c.
Proof.
(* FILL IN HERE *) Admitted.
Coq代码
Proof.
intros [] [] .
-simpl. reflexivity.
-simpl. intros A. rewrite <- A. reflexivity.
-simpl. intros B. rewrite <- B. reflexivity.
- reflexivity.
Qed.
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13: 3 stars, standard (binary)
我们可以通过将二进制数字视为由 Z 终止的构造器 B0 和 B1(表示0s和1s)的序列,将自然数字的一元表示概括为更高效的二进制表示。为了进行比较,在一元表示中,数字是被 O 终止的 S 构造器序列。 例如:
decimal binary unary
0 Z O
1 B1 Z S O
2 B0 (B1 Z) S (S O)
3 B1 (B1 Z) S (S (S O))
4 B0 (B0 (B1 Z)) S (S (S (S O)))
5 B1 (B0 (B1 Z)) S (S (S (S (S O))))
6 B0 (B1 (B1 Z)) S (S (S (S (S (S O)))))
7 B1 (B1 (B1 Z)) S (S (S (S (S (S (S O))))))
8 B0 (B0 (B0 (B1 Z))) S (S (S (S (S (S (S (S O)))))))
请注意,低阶位位于左侧,高阶位位于右侧- 与二进制数字通常的编写方式相反。此选择使他们更容易操作。
Inductive bin : Type :=
| Z
| B0 (n : bin)
| B1 (n : bin).
完成以下二进制数字增量函数 incr 的定义,以及将二进制数字转换为一元数字的函数 bin_to_nat 。
在正确定义这些函数后,应通过以下"单位测试",以测试您的增量和二进制到单一功能。当然,单位测试并不能充分证明您的功能正确性!我们将在下一章结束时回到这个想法。
Example test_bin_incr1 : (incr (B1 Z)) = B0 (B1 Z).
(* FILL IN HERE *) Admitted.
Example test_bin_incr2 : (incr (B0 (B1 Z))) = B1 (B1 Z).
(* FILL IN HERE *) Admitted.
Example test_bin_incr3 : (incr (B1 (B1 Z))) = B0 (B0 (B1 Z)).
(* FILL IN HERE *) Admitted.
Example test_bin_incr4 : bin_to_nat (B0 (B1 Z)) = 2.
(* FILL IN HERE *) Admitted.
Example test_bin_incr5 :
bin_to_nat (incr (B1 Z)) = 1 + bin_to_nat (B1 Z).
(* FILL IN HERE *) Admitted.
Example test_bin_incr6 :
bin_to_nat (incr (incr (B1 Z))) = 2 + bin_to_nat (B1 Z).
(* FILL IN HERE *) Admitted.
Fixpoint incr
Fixpoint incr (m:bin) : bin
(* REPLACE THIS LINE WITH ":= _your_definition_ ." *). Admitted.
Coq代码
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Fixpoint bin_to_nat
Fixpoint bin_to_nat (m:bin) : nat
(* REPLACE THIS LINE WITH ":= _your_definition_ ." *). Admitted.
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【学习】函数语言程序设计 文章被收录于专栏
函数语言程序设计 Coq章节 Ch1 Basics【COQ中的函数编程】 Ch2 Induction【归纳法证明】 Ch3 Lists【使用结构化数据】 Ch4 Poly【多态性与高阶函数】 Ch5 Tactics【更基本的战术】 Ch6 Logic【COQ中的逻辑】 Ch7 IndProp【归纳定义命题】 Ch8 Maps【全图和局部图】 Ch9 Rel【关系的性质】