diff options
Diffstat (limited to 'edit-lens/src/Control')
-rw-r--r-- | edit-lens/src/Control/DFST.lhs | 57 | ||||
-rw-r--r-- | edit-lens/src/Control/DFST/Lens.lhs | 412 | ||||
-rw-r--r-- | edit-lens/src/Control/Edit.lhs | 6 | ||||
-rw-r--r-- | edit-lens/src/Control/FST.lhs | 270 | ||||
-rw-r--r-- | edit-lens/src/Control/Lens/Edit.lhs | 10 |
5 files changed, 520 insertions, 235 deletions
diff --git a/edit-lens/src/Control/DFST.lhs b/edit-lens/src/Control/DFST.lhs index eae2e66..6e16c74 100644 --- a/edit-lens/src/Control/DFST.lhs +++ b/edit-lens/src/Control/DFST.lhs | |||
@@ -1,6 +1,7 @@ | |||
1 | \begin{comment} | ||
1 | \begin{code} | 2 | \begin{code} |
2 | {-# LANGUAGE ScopedTypeVariables | 3 | {-# LANGUAGE ScopedTypeVariables |
3 | #-} | 4 | #-} |
4 | 5 | ||
5 | {-| | 6 | {-| |
6 | Description: Deterministic finite state transducers | 7 | Description: Deterministic finite state transducers |
@@ -11,8 +12,8 @@ module Control.DFST | |||
11 | , toFST | 12 | , toFST |
12 | ) where | 13 | ) where |
13 | 14 | ||
14 | import Data.Map.Strict (Map, (!?)) | 15 | import Data.Map.Lazy (Map, (!?)) |
15 | import qualified Data.Map.Strict as Map | 16 | import qualified Data.Map.Lazy as Map |
16 | 17 | ||
17 | import Data.Set (Set) | 18 | import Data.Set (Set) |
18 | import qualified Data.Set as Set | 19 | import qualified Data.Set as Set |
@@ -29,18 +30,34 @@ import Control.Monad.State | |||
29 | 30 | ||
30 | import Control.FST (FST(FST)) | 31 | import Control.FST (FST(FST)) |
31 | import qualified Control.FST as FST | 32 | import qualified Control.FST as FST |
33 | \end{code} | ||
34 | \end{comment} | ||
32 | 35 | ||
36 | \begin{defn}[deterministic finite state transducer] | ||
37 | Wir nennen einen FST \emph{deterministic}, wenn jedes Paar aus Ausgabezustand und Eingabesymbol maximal eine Transition zulässt, $\epsilon$-Transitionen keine Schleifen bilden und die Menge von initialen Zustände einelementig ist. | ||
33 | 38 | ||
39 | Zusätzlich ändern wir die Darstellung indem wir $\epsilon$-Transitionen kontrahieren. | ||
40 | Wir erweitern hierfür die Ausgabe pro Transition von einem einzelnen Zeichen zu einem Wort beliebiger Länge und fügen, bei jeder Kontraktion einer $\epsilon$-Transition $A \rightarrow B$, die Ausgabe der Transition vorne an die Ausgabe aller Transitionen $B \rightarrow \ast$ von $B$ an. | ||
41 | \end{defn} | ||
42 | |||
43 | \begin{code} | ||
34 | data DFST state input output = DFST | 44 | data DFST state input output = DFST |
35 | { stInitial :: state | 45 | { stInitial :: state |
36 | , stTransition :: Map (state, input) (state, Seq output) | 46 | , stTransition :: Map (state, input) (state, Seq output) |
37 | -- ^ All @(s, c)@-combinations not mapped are assumed to map to @(s, Nothing)@ | ||
38 | , stAccept :: Set state | 47 | , stAccept :: Set state |
39 | } | 48 | } |
49 | \end{code} | ||
40 | 50 | ||
51 | Die in der Definition von DFSTs beschriebene Umwandlung lässt sich umkehren, sich also jeder DFST auch als FST auffassen. | ||
41 | 52 | ||
53 | Hierfür trennen wir Transitionen $A \overset{(\sigma, \delta^\ast)}{\rightarrow} B$ mit Eingabe $\sigma$ und Ausgabe-Wort $\delta^\ast = \delta_1 \delta_2 \ldots \delta_n$ in eine Serie von Transitionen $A \overset{(\sigma, \delta_1)}{\rightarrow} A_1 \overset{(\epsilon, \delta_2)}{\rightarrow} \ldots \overset{(\epsilon, \delta_n)}{\rightarrow} B$ auf. | ||
54 | |||
55 | \begin{code} | ||
42 | toFST :: forall state input output. (Ord state, Ord input, Ord output) => DFST state input output -> FST (state, Maybe (input, Natural)) input output | 56 | toFST :: forall state input output. (Ord state, Ord input, Ord output) => DFST state input output -> FST (state, Maybe (input, Natural)) input output |
43 | -- ^ Split apart non-singleton outputs into a series of epsilon-transitions | 57 | -- ^ View a DFST as a FST splitting apart non-singleton outputs into a series of epsilon-transitions |
58 | \end{code} | ||
59 | \begin{comment} | ||
60 | \begin{code} | ||
44 | toFST DFST{..} = flip execState initialFST $ forM_ (Map.toList stTransition) handleTransition | 61 | toFST DFST{..} = flip execState initialFST $ forM_ (Map.toList stTransition) handleTransition |
45 | where | 62 | where |
46 | initialFST = FST | 63 | initialFST = FST |
@@ -62,21 +79,31 @@ toFST DFST{..} = flip execState initialFST $ forM_ (Map.toList stTransition) han | |||
62 | -- Both calls to `handleTransition'` (one in `handleTransition`, the other below) satisfy one of the above cases | 79 | -- Both calls to `handleTransition'` (one in `handleTransition`, the other below) satisfy one of the above cases |
63 | addTransition (from, inS) (next, Just outS) | 80 | addTransition (from, inS) (next, Just outS) |
64 | handleTransition' next Nothing oo to | 81 | handleTransition' next Nothing oo to |
65 | 82 | \end{code} | |
83 | \end{comment} | ||
84 | |||
85 | Das Ausführen eines DFST auf eine gegebene Eingabe ist komplett analog zum Ausführen eines FST. | ||
86 | Unsere Implementierung nutzt die restriktivere Struktur aus unserer Definition von DFSTs um den Determinismus bereits im Typsystem zu kodieren. | ||
87 | |||
88 | \begin{code} | ||
66 | runDFST :: forall state input output. (Ord state, Ord input) => DFST state input output -> Seq input -> Maybe (Seq output) | 89 | runDFST :: forall state input output. (Ord state, Ord input) => DFST state input output -> Seq input -> Maybe (Seq output) |
67 | runDFST dfst@DFST{..} str = let (finalState, str') = runDFST' dfst stInitial str Seq.empty | 90 | \end{code} |
68 | in str' <$ guard (finalState `Set.member` stAccept) | 91 | \begin{comment} |
92 | \begin{code} | ||
93 | runDFST dfst@DFST{..} str = do | ||
94 | let (str', finalState') = runDFST' dfst stInitial str Seq.empty | ||
95 | finalState <- finalState' | ||
96 | str' <$ guard (finalState `Set.member` stAccept) | ||
69 | 97 | ||
70 | runDFST' :: forall state input output. (Ord state, Ord input) | 98 | runDFST' :: forall state input output. (Ord state, Ord input) |
71 | => DFST state input output | 99 | => DFST state input output |
72 | -> state -- ^ Current state | 100 | -> state -- ^ Current state |
73 | -> Seq input -- ^ Remaining input | 101 | -> Seq input -- ^ Remaining input |
74 | -> Seq output -- ^ Accumulator containing previous output | 102 | -> Seq output -- ^ Accumulator containing previous output |
75 | -> (state, Seq output) -- ^ Next state, altered output | 103 | -> (Seq output, Maybe state) -- ^ Altered output, Next state |
76 | runDFST' _ st Empty acc = (st, acc) | 104 | runDFST' _ st Empty acc = (acc, Just st) |
77 | runDFST' dfst@DFST{..} st (c :<| cs) acc | 105 | runDFST' dfst@DFST{..} st (c :<| cs) acc = case stTransition !? (st, c) of |
78 | | Just (st', mc') <- stTransition !? (st, c) | 106 | Just (st', mc') -> runDFST' dfst st' cs $ acc <> mc' |
79 | = runDFST' dfst st' cs $ acc <> mc' | 107 | Nothing -> (acc, Nothing) |
80 | | otherwise | ||
81 | = runDFST' dfst st cs acc | ||
82 | \end{code} | 108 | \end{code} |
109 | \end{comment} | ||
diff --git a/edit-lens/src/Control/DFST/Lens.lhs b/edit-lens/src/Control/DFST/Lens.lhs index 95be34e..fe33bd6 100644 --- a/edit-lens/src/Control/DFST/Lens.lhs +++ b/edit-lens/src/Control/DFST/Lens.lhs | |||
@@ -1,12 +1,14 @@ | |||
1 | \begin{comment} | ||
1 | \begin{code} | 2 | \begin{code} |
2 | {-# LANGUAGE ScopedTypeVariables | 3 | {-# LANGUAGE ScopedTypeVariables |
3 | , TemplateHaskell | 4 | , TemplateHaskell |
4 | , ConstraintKinds | 5 | , ConstraintKinds |
6 | , GeneralizedNewtypeDeriving | ||
5 | #-} | 7 | #-} |
6 | 8 | ||
7 | module Control.DFST.Lens | 9 | module Control.DFST.Lens |
8 | ( StringEdit(..) | 10 | ( StringEdit(..), sePos, seInsertion |
9 | , StringEdits(..) | 11 | , StringEdits(..), _StringEdits, _SEFail, stringEdits |
10 | , insert, delete, replace | 12 | , insert, delete, replace |
11 | , DFSTAction(..), DFSTComplement | 13 | , DFSTAction(..), DFSTComplement |
12 | , dfstLens | 14 | , dfstLens |
@@ -16,7 +18,7 @@ module Control.DFST.Lens | |||
16 | 18 | ||
17 | import Control.DFST | 19 | import Control.DFST |
18 | import Control.FST hiding (stInitial, stTransition, stAccept) | 20 | import Control.FST hiding (stInitial, stTransition, stAccept) |
19 | import qualified Control.FST as FST (stInitial, stTransition, stAccept) | 21 | import qualified Control.FST as FST (stInitial, stTransition, stAccept, step) |
20 | import Control.Lens.Edit | 22 | import Control.Lens.Edit |
21 | import Control.Lens | 23 | import Control.Lens |
22 | import Control.Lens.TH | 24 | import Control.Lens.TH |
@@ -32,11 +34,11 @@ import Data.Sequence (Seq((:<|), (:|>))) | |||
32 | import qualified Data.Sequence as Seq | 34 | import qualified Data.Sequence as Seq |
33 | import Data.Set (Set) | 35 | import Data.Set (Set) |
34 | import qualified Data.Set as Set | 36 | import qualified Data.Set as Set |
35 | import Data.Map.Strict (Map) | 37 | import Data.Map.Lazy (Map) |
36 | import qualified Data.Map.Strict as Map | 38 | import qualified Data.Map.Lazy as Map |
37 | 39 | ||
38 | import Data.Compositions.Snoc (Compositions) | 40 | import Data.Compositions (Compositions) |
39 | import qualified Data.Compositions.Snoc as Comp | 41 | import qualified Data.Compositions as Comp |
40 | 42 | ||
41 | import Data.Algorithm.Diff (Diff, getDiff) | 43 | import Data.Algorithm.Diff (Diff, getDiff) |
42 | import qualified Data.Algorithm.Diff as Diff | 44 | import qualified Data.Algorithm.Diff as Diff |
@@ -48,69 +50,72 @@ import Data.Function (on) | |||
48 | import Data.Foldable (toList) | 50 | import Data.Foldable (toList) |
49 | import Data.List (partition) | 51 | import Data.List (partition) |
50 | 52 | ||
51 | import Debug.Trace | 53 | import Control.Exception (assert) |
52 | 54 | ||
55 | import System.IO.Unsafe | ||
56 | import Text.PrettyPrint.Leijen (Pretty(..)) | ||
53 | 57 | ||
54 | data StringEdit char = Insert { _sePos :: Natural, _seInsertion :: char } | 58 | \end{code} |
55 | | Delete { _sePos :: Natural } | 59 | \end{comment} |
60 | |||
61 | |||
62 | Wir betrachten, zur Einfachheit, ein minimiales Set von Edits auf Strings\footnote{Wie in der Konstruktion zum Longest Common Subsequence Problem}: | ||
63 | |||
64 | \begin{defn}[Atomare edits of strings] | ||
65 | \begin{code} | ||
66 | data StringEdit pos char = Insert { _sePos :: pos, _seInsertion :: char } | ||
67 | | Delete { _sePos :: pos } | ||
56 | deriving (Eq, Ord, Show, Read) | 68 | deriving (Eq, Ord, Show, Read) |
57 | 69 | ||
70 | -- Automatically derive van-leerhoven-lenses: | ||
71 | -- | ||
72 | -- @sePos :: Lens' (StringEdits pos char) pos@ | ||
73 | -- @seInsertion :: Traversal' (StringEdits pos char) char@ | ||
58 | makeLenses ''StringEdit | 74 | makeLenses ''StringEdit |
75 | \end{code} | ||
76 | \end{defn} | ||
59 | 77 | ||
60 | data StringEdits char = StringEdits (Seq (StringEdit char)) | 78 | Atomare edits werden, als Liste, zu edits komponiert. |
61 | | SEFail | 79 | Wir führen einen speziellen edit ein, der nicht-Anwendbarkeit der edits repräsentiert: |
80 | \begin{code} | ||
81 | data StringEdits pos char = StringEdits (Seq (StringEdit pos char)) | ||
82 | | SEFail | ||
62 | deriving (Eq, Ord, Show, Read) | 83 | deriving (Eq, Ord, Show, Read) |
63 | 84 | ||
64 | makePrisms ''StringEdits | 85 | makePrisms ''StringEdits |
65 | 86 | ||
66 | stringEdits :: Traversal' (StringEdits char) (StringEdit char) | 87 | stringEdits :: Traversal (StringEdits pos char) (StringEdits pos' char') (StringEdit pos char) (StringEdit pos' char') |
88 | \end{code} | ||
89 | \begin{comment} | ||
90 | \begin{code} | ||
67 | stringEdits = _StringEdits . traverse | 91 | stringEdits = _StringEdits . traverse |
68 | 92 | \end{code} | |
69 | affected :: forall char. StringEdits char -> Maybe (Interval Natural) | 93 | \end{comment} |
70 | -- ^ For a given set of edits @es@ return the interval @i = a ... b@ such that for any given string @str@ of sufficient length the following holds: | 94 | \begin{code} |
71 | -- | 95 | insert :: pos -> char -> StringEdits pos char |
72 | -- - For all @n :: Natural@: @n < a ==> str ! n == (str `apply` es) ! n@ | 96 | \end{code} |
73 | -- - There exists a @k :: Integer@ such that for all @n :: Integer@: @n > b ==> str ! (n + k) == (str `apply` es) ! n@ | 97 | \begin{comment} |
74 | -- | 98 | \begin{code} |
75 | -- Intuitively: for any character @c@ of the new string @str `apply` es@ there exists a corresponding character in @str@ (offset by either 0 or a constant shift @k@) if the index of @c@ is /not/ contained in @affected es@. | ||
76 | affected SEFail = Nothing | ||
77 | affected (StringEdits es) = Just . toInterval $ go es Map.empty | ||
78 | where | ||
79 | toInterval :: Map Natural Integer -> Interval Natural | ||
80 | toInterval map | ||
81 | | Just (((minK, _), _), ((maxK, _), _)) <- (,) <$> Map.minViewWithKey map <*> Map.maxViewWithKey map | ||
82 | = let | ||
83 | maxV' = maximum . (0 :) $ do | ||
84 | offset <- [0..maxK] | ||
85 | v <- maybeToList $ Map.lookup (maxK - offset) map | ||
86 | v' <- maybeToList . fmap fromInteger $ negate v <$ guard (v <= 0) | ||
87 | guard $ v' >= succ offset | ||
88 | return $ v' - offset | ||
89 | in (minK Int.... maxK + maxV') | ||
90 | | otherwise | ||
91 | = Int.empty | ||
92 | go :: Seq (StringEdit char) -> Map Natural Integer -> Map Natural Integer | ||
93 | go Seq.Empty offsets = offsets | ||
94 | go (es :> e) offsets = go es offsets' | ||
95 | where | ||
96 | p = e ^. sePos | ||
97 | p' = fromIntegral $ Map.foldrWithKey (\k o p -> bool (fromIntegral p) (o + p) $ k < fromIntegral p) (fromIntegral p) offsets | ||
98 | offsets' = Map.alter (Just . myOffset . fromMaybe 0) p offsets | ||
99 | myOffset :: Integer -> Integer | ||
100 | myOffset | ||
101 | | Insert _ _ <- e = pred | ||
102 | | Delete _ <- e = succ | ||
103 | |||
104 | insert :: Natural -> char -> StringEdits char | ||
105 | insert n c = StringEdits . Seq.singleton $ Insert n c | 99 | insert n c = StringEdits . Seq.singleton $ Insert n c |
106 | 100 | \end{code} | |
107 | delete :: Natural -> StringEdits char | 101 | \end{comment} |
102 | \begin{code} | ||
103 | delete :: pos -> StringEdits pos char | ||
104 | \end{code} | ||
105 | \begin{comment} | ||
106 | \begin{code} | ||
108 | delete n = StringEdits . Seq.singleton $ Delete n | 107 | delete n = StringEdits . Seq.singleton $ Delete n |
109 | 108 | \end{code} | |
110 | replace :: Natural -> char -> StringEdits char | 109 | \end{comment} |
110 | \begin{code} | ||
111 | replace :: Eq pos => pos -> char -> StringEdits pos char | ||
112 | \end{code} | ||
113 | \begin{comment} | ||
114 | \begin{code} | ||
111 | replace n c = insert n c <> delete n | 115 | replace n c = insert n c <> delete n |
112 | 116 | ||
113 | instance Monoid (StringEdits char) where | 117 | -- | Rudimentarily optimize edit composition |
118 | instance Eq pos => Monoid (StringEdits pos char) where | ||
114 | mempty = StringEdits Seq.empty | 119 | mempty = StringEdits Seq.empty |
115 | SEFail `mappend` _ = SEFail | 120 | SEFail `mappend` _ = SEFail |
116 | _ `mappend` SEFail = SEFail | 121 | _ `mappend` SEFail = SEFail |
@@ -122,12 +127,16 @@ instance Monoid (StringEdits char) where | |||
122 | , n == n' | 127 | , n == n' |
123 | = StringEdits bs `mappend` StringEdits as | 128 | = StringEdits bs `mappend` StringEdits as |
124 | | otherwise = StringEdits $ x `mappend` y | 129 | | otherwise = StringEdits $ x `mappend` y |
130 | \end{code} | ||
131 | \end{comment} | ||
125 | 132 | ||
126 | instance Module (StringEdits char) where | 133 | Da wir ein minimales set an atomaren edits gewählt haben, ist die Definiton der Modulnstruktur über Strings des passenden Alphabets recht einfach: |
127 | type Domain (StringEdits char) = Seq char | 134 | \begin{code} |
135 | instance Module (StringEdits Natural char) where | ||
136 | type Domain (StringEdits Natural char) = Seq char | ||
128 | apply str SEFail = Nothing | 137 | apply str SEFail = Nothing |
129 | apply str (StringEdits Seq.Empty) = Just str | 138 | apply str (StringEdits Seq.Empty) = Just str |
130 | apply str (StringEdits (es :|> Insert n c)) = (flip apply) (StringEdits es) =<< go str n c | 139 | apply str (StringEdits (es :|> Insert n c)) = flip apply (StringEdits es) =<< go str n c |
131 | where | 140 | where |
132 | go Seq.Empty n c | 141 | go Seq.Empty n c |
133 | | n == 0 = Just $ Seq.singleton c | 142 | | n == 0 = Just $ Seq.singleton c |
@@ -135,7 +144,7 @@ instance Module (StringEdits char) where | |||
135 | go str@(x :<| xs) n c | 144 | go str@(x :<| xs) n c |
136 | | n == 0 = Just $ c <| str | 145 | | n == 0 = Just $ c <| str |
137 | | otherwise = (x <|) <$> go xs (pred n) c | 146 | | otherwise = (x <|) <$> go xs (pred n) c |
138 | apply str (StringEdits (es :|> Delete n)) = (flip apply) (StringEdits es) =<< go str n | 147 | apply str (StringEdits (es :|> Delete n)) = flip apply (StringEdits es) =<< go str n |
139 | where | 148 | where |
140 | go Seq.Empty _ = Nothing | 149 | go Seq.Empty _ = Nothing |
141 | go (x :<| xs) n | 150 | go (x :<| xs) n |
@@ -146,99 +155,128 @@ instance Module (StringEdits char) where | |||
146 | divInit = StringEdits . Seq.unfoldl go . (0,) | 155 | divInit = StringEdits . Seq.unfoldl go . (0,) |
147 | where | 156 | where |
148 | go (_, Seq.Empty) = Nothing | 157 | go (_, Seq.Empty) = Nothing |
149 | go (n, (c :<| cs)) = Just ((succ n, cs), Insert n c) | 158 | go (n, c :<| cs ) = Just ((succ n, cs), Insert n c) |
150 | 159 | ||
151 | \end{code} | 160 | \end{code} |
152 | 161 | ||
153 | % TODO Make notation mathy | 162 | % TODO Make notation mathy |
154 | 163 | ||
155 | Um zunächst eine asymmetrische edit-lens `StringEdits -> StringEdits` mit akzeptabler Komplexität für einen bestimmten `DFST s` (entlang der \emph{Richtung} des DFSTs) zu konstruieren möchten wir folgendes Verfahren anwenden: | 164 | Um zunächst eine asymmetrische edit-lens \texttt{StringEdits -> StringEdits} mit akzeptabler Komplexität für einen bestimmten DFST (entlang der \emph{Richtung} des DFSTs) zu konstruieren möchten wir folgendes Verfahren anwenden: |
156 | 165 | ||
157 | Gegeben eine Sequenz (`StringEdits`) von zu übersetzenden Änderungen genügt es die Übersetzung eines einzelnen `StringEdit`s in eine womöglich längere Sequenz von `StringEdits` anzugeben, alle `StringEdits` aus der Sequenz zu übersetzen (hierbei muss auf die korrekte Handhabung des Komplements geachtet werden) und jene Übersetzungen dann zu concatenieren. | 166 | Gegeben eine Sequenz von zu übersetzenden Änderungen genügt es die Übersetzung eines einzelnen \texttt{StringEdit}s in eine womöglich längere Sequenz von \texttt{StringEdits} anzugeben, alle \texttt{StringEdits} aus der Sequenz derart zu übersetzen (hierbei muss auf die korrekte Handhabung des Komplements geachtet werden) und jene Übersetzungen dann zu concatenieren. |
158 | 167 | ||
159 | Wir definieren zunächst die \emph{Wirkung} eines DFST auf einen festen String als eine Abbildung `state -> (state, String)`, die den aktuellen Zustand vorm Parsen des Strings auf den Zustand danach und die (womöglich leere) Ausgabe schickt. | 168 | Wir definieren zunächst die \emph{Wirkung} eines DFST auf einen festen String als eine Abbildung \texttt{state -> (Seq output, Maybe state)}, die den aktuellen Zustand vor dem Parsen des Strings auf den Zustand danach und die (womöglich leere) Ausgabe schickt. |
169 | Wir annotieren Wirkungen zudem mit dem konsumierten String. | ||
160 | Diese Wirkungen bilden einen Monoiden analog zu Endomorphismen, wobei die Resultat-Strings concateniert werden. | 170 | Diese Wirkungen bilden einen Monoiden analog zu Endomorphismen, wobei die Resultat-Strings concateniert werden. |
161 | 171 | ||
162 | Die Unterliegende Idee ist nun im Komplement der edit-lens eine Liste von Wirkungen (eine für jedes Zeichen der Eingabe des DFSTs) und einen Cache der monoidalen Summen aller kontinuirlichen Teillisten zu halten. | ||
163 | Da wir wissen welche Stelle im input-String von einem gegebenen edit betroffen ist können wir, anhand der Wirkung des Teilstücks bis zu jener Stelle, den output-String in einen durch den edit unveränderten Prefix und einen womöglich betroffenen Suffix unterteilen. | ||
164 | Die Wirkung ab der betroffenen Stelle im input-String können wir also Komposition der Wirkung der durch den edit betroffenen Stelle und derer aller Zeichen danach bestimmen. | ||
165 | Nun gilt es nur noch die Differenz (als `StringEdits`) des vorherigen Suffixes im output-String und des aus der gerade berechneten Wirkung Bestimmten zu bestimmen. | ||
166 | |||
167 | |||
168 | % Für die Rückrichtung bietet es sich an eine Art primitive Invertierung des DFSTs zu berechnen. | ||
169 | % Gegeben den aktuellen DFST $A$ möchten wir einen anderen $A^{-1}$ finden, sodass gilt: | ||
170 | |||
171 | % \begin{itemize} | ||
172 | % \item $A^{-1}$ akzeptiert einen String $s^{-1}$ (endet seinen Lauf in einem finalen Zustand) gdw. es einen String $s$ gibt, der unter $A$ die Ausgabe $s^{-1}$ produziert. | ||
173 | % \item Wenn $A^{-1}$ einen String $s^{-1}$ akzeptiert so produziert die resultierende Ausgabe $s$ unter $A$ die Ausgabe $s^{-1}$. | ||
174 | % \end{itemize} | ||
175 | |||
176 | % Kann nicht funktionieren, denn $A^{-1}$ ist notwendigerweise nondeterministisch. Wird $A^{-1}$ dann zu einem DFST forciert (durch arbiträre Wahl einer Transition pro Zustand) gehen Informationen verloren—$A^{-1}$ produziert nicht den minimale edit auf dem input string (in der Tat beliebig schlecht) für einen gegeben edit auf dem output string. | ||
177 | |||
178 | % Stelle im bisherigen Lauf isolieren, an der edit im output-string passieren soll, breitensuche auf pfaden, die sich von dieser stelle aus unterscheiden? | ||
179 | % Gegeben einen Pfad und eine markierte Transition, finde Liste aller Pfade aufsteigend sortiert nach Unterschied zu gegebenem Pfad, mit Unterschieden "nahe" der markierten Transition zuerst — zudem jeweils edit auf dem Eingabestring | ||
180 | % Einfacher ist Breitensuche ab `stInitial` und zunächst diff auf eingabe-strings. | ||
181 | |||
182 | \begin{code} | 172 | \begin{code} |
183 | |||
184 | data DFSTAction state input output = DFSTAction | 173 | data DFSTAction state input output = DFSTAction |
185 | { runDFSTAction :: state -> (state, Seq output) | 174 | { runDFSTAction :: state -> (Seq output, Maybe state) |
186 | , dfstaConsumes :: Seq input | 175 | , dfstaConsumes :: Seq input |
187 | } | 176 | } |
188 | 177 | ||
189 | instance Monoid (DFSTAction state input output) where | 178 | instance Monoid (DFSTAction state input output) where |
190 | mempty = DFSTAction (\x -> (x, Seq.empty)) Seq.empty | 179 | \end{code} |
180 | \begin{comment} | ||
181 | \begin{code} | ||
182 | mempty = DFSTAction (\x -> (Seq.empty, Just x)) Seq.empty | ||
191 | DFSTAction f cf `mappend` DFSTAction g cg = DFSTAction | 183 | DFSTAction f cf `mappend` DFSTAction g cg = DFSTAction |
192 | { runDFSTAction = \s -> let ((f -> (s', out')), out) = g s in (s', out <> out') | 184 | { runDFSTAction = \x -> |
185 | let (outG, x') = g x | ||
186 | (outF, x'') = maybe (mempty, Nothing) f x' | ||
187 | in (outG <> outF, x'') | ||
193 | , dfstaConsumes = cg <> cf | 188 | , dfstaConsumes = cg <> cf |
194 | } | 189 | } |
190 | \end{code} | ||
191 | \end{comment} | ||
192 | \begin{code} | ||
195 | 193 | ||
196 | type DFSTComplement state input output = Compositions (DFSTAction state input output) | 194 | type DFSTComplement state input output = Compositions (DFSTAction state input output) |
197 | 195 | ||
198 | runDFSTAction' :: DFSTComplement state input output -> state -> (state, Seq output) | 196 | runDFSTAction' :: DFSTComplement state input output -> state -> (Seq output, Maybe state) |
199 | runDFSTAction' = runDFSTAction . Comp.composed | 197 | runDFSTAction' = runDFSTAction . Comp.composed |
200 | 198 | ||
201 | dfstaConsumes' :: DFSTComplement state input output -> Seq input | 199 | dfstaConsumes' :: DFSTComplement state input output -> Seq input |
202 | dfstaConsumes' = dfstaConsumes . Comp.composed | 200 | dfstaConsumes' = dfstaConsumes . Comp.composed |
203 | 201 | ||
204 | dfstaProduces :: DFST state input output -> DFSTComplement state input output -> Seq output | 202 | dfstaProduces :: DFSTComplement state input output -> state -> Seq output |
205 | dfstaProduces DFST{..} = snd . flip runDFSTAction' stInitial | 203 | dfstaProduces = fmap fst . runDFSTAction' |
204 | \end{code} | ||
206 | 205 | ||
207 | type Debug state input output = (Show state, Show input, Show output) | 206 | Die Unterliegende Idee von $\Rrightarrow$ ist nun im Komplement der edit-lens eine Liste von Wirkungen (eine für jedes Zeichen der Eingabe des DFSTs) und einen Cache der monoidalen Summen aller kontinuirlichen Teillisten zu halten. |
208 | 207 | ||
209 | type LState state input output = (Natural, (state, Maybe (input, Natural))) | 208 | Wir können die alte DFST-Wirkung zunächst anhand des Intervalls indem der input-String von allen gegebenen edits betroffen ist in einen unveränderten Prefix und einen womöglich betroffenen Suffix unterteilen. |
209 | |||
210 | Da wir wissen welche Stelle im input-String vom ersten gegebenen edit betroffen ist können wir, anhand der Wirkung des Teilstücks bis zu jener Stelle, den betroffenen Suffix wiederum teilen. | ||
211 | Die Wirkung ab der betroffenen Stelle im input-String können wir als Komposition der Wirkung der durch den edit betroffenen Stelle und derer aller Zeichen danach bestimmen. | ||
212 | Nun gilt es nur noch die Differenz (als `StringEdits`) des vorherigen Suffixes im output-String und des aus der gerade berechneten Wirkung zu bestimmen, wir bedienen uns hierzu dem Unix Standard-Diff-Algorithmus zwischen der ursprünglichen Ausgabe und dem Ergebnis der Iteration des Verfahrens auf alle gegebenen edits. | ||
213 | |||
214 | Für die asymmetrische edit-lens entgegen der DFST-Richtung $\Lleftarrow$ verwenden wir Breitensuche über die Zustände des DFST innerhalb eines iterative vergrößerten Intervalls: | ||
215 | |||
216 | Wir bestimmen zunächst (`affected`) eine obere Schranke an das Intervall in dem der Ausgabe-String vom edit betroffen ist und generieren eine von dort quadratisch wachsende Serie von Intervallen. | ||
217 | |||
218 | Für jedes Intervall ("lokalere" Änderungen werden präferiert) schränken wir zunächst den DFST (zur einfachereren Implementierung in seiner Darstellung als FST) vermöge \texttt{restrictOutput} derart ein, dass nur die gewünschte Ausgabe produziert werden kann. | ||
210 | 219 | ||
211 | dfstLens :: forall state input output. (Ord state, Ord input, Ord output, Debug state input output) => DFST state input output -> EditLens (DFSTComplement state input output) (StringEdits input) (StringEdits output) | 220 | Wir betrachten dann in jedem Schritt (beginnend mit dem initialen Zustand des DFST) alle ausgehenden Transitionen und ziehen hierbei jene vor, die im vorherigen Lauf (gespeichert im Komplement der edit-lens), ebenfalls genommen wurden. |
221 | Abweichungen vom im Komplement gespeicherten Lauf lassen wir nur innerhalb des betrachteten Intervalls zu und wählen in diesem Fall einen Edit auf der Eingabe, der die gewählte Abweichung produziert. | ||
222 | Es wird zudem, wie für Breitensuche üblich, jeder besuchte Zustand markiert und ausgehende Transitionen nicht ein zweites mal betrachtet. | ||
223 | |||
224 | Erreichen wir einen finalen Zustand (wegen der Einschränkung des DFSTs wurde dann auch genau die gewünschte Ausgabe produziert), so fügen wir an die gesammelten Eingabe-edits eine Serie von deletions an, die den noch nicht konsumierten suffix der Eingabe verwerfen und brechen die Suche unter Rückgabe der Eingabe-edits und des neuen Laufs ab. | ||
225 | |||
226 | In Haskell formulieren wir das vorzeitige Abbrechen der Suche indem wir eine vollständige Liste von Rückgabe-Kandidaten konstruieren und dann immer ihr erstes Element zurück geben. | ||
227 | Wegen der verzögerten Auswertungsstrategie von Haskell wird auch tatsächlich nur der erste Rückgabe-Kandidat konstruiert. | ||
228 | |||
229 | \begin{comment} | ||
230 | \begin{code} | ||
231 | type LState state input output = (Natural, (state, Maybe (input, Natural))) | ||
232 | \end{code} | ||
233 | \end{comment} | ||
234 | \begin{code} | ||
235 | dfstLens :: forall state input output. (Ord state, Ord input, Ord output, Show state, Show input, Show output) => DFST state input output -> EditLens (DFSTComplement state input output) (StringEdits Natural input) (StringEdits Natural output) | ||
236 | \end{code} | ||
237 | \begin{comment} | ||
238 | \begin{code} | ||
212 | dfstLens dfst@DFST{..} = EditLens ground propR propL | 239 | dfstLens dfst@DFST{..} = EditLens ground propR propL |
213 | where | 240 | where |
214 | ground :: DFSTComplement state input output | 241 | ground :: DFSTComplement state input output |
215 | ground = Comp.fromList [] | 242 | ground = mempty |
216 | 243 | ||
217 | propR :: (DFSTComplement state input output, StringEdits input) -> (DFSTComplement state input output, StringEdits output) | 244 | propR :: (DFSTComplement state input output, StringEdits Natural input) -> (DFSTComplement state input output, StringEdits Natural output) |
218 | propR (c, SEFail) = (c, SEFail) | 245 | propR (c, SEFail) = (c, SEFail) |
219 | propR (c, StringEdits Seq.Empty) = (c, mempty) | 246 | propR (c, StringEdits Seq.Empty) = (c, mempty) |
220 | propR (c, StringEdits (es :> e)) | 247 | propR (c, es'@(StringEdits (es :> e))) |
221 | | fst (runDFSTAction' c' stInitial) `Set.member` stAccept = (c', es' <> es'') | 248 | | (_, Just final) <- runDFSTAction' c' stInitial |
222 | | otherwise = (c', SEFail) | 249 | , final `Set.member` stAccept |
250 | = (c', rEs) | ||
251 | | otherwise | ||
252 | = (c, SEFail) | ||
223 | where | 253 | where |
254 | Just int = affected es' | ||
255 | (cAffSuffix, cAffPrefix) = Comp.splitAt (Comp.length c - fromIntegral (Int.inf int)) c | ||
224 | (cSuffix, cPrefix) = Comp.splitAt (Comp.length c - (e ^. sePos . from enum)) c | 256 | (cSuffix, cPrefix) = Comp.splitAt (Comp.length c - (e ^. sePos . from enum)) c |
225 | cSuffix' | 257 | cSuffix' |
226 | | Delete _ <- e = Comp.take (pred $ Comp.length cSuffix) cSuffix -- TODO unsafe | 258 | | Delete _ <- e |
259 | , Comp.length cSuffix > 0 = Comp.take (pred $ Comp.length cSuffix) cSuffix | ||
227 | | Insert _ nChar <- e = cSuffix <> Comp.singleton (DFSTAction (\x -> runDFST' dfst x (pure nChar) Seq.empty) (Seq.singleton nChar)) | 260 | | Insert _ nChar <- e = cSuffix <> Comp.singleton (DFSTAction (\x -> runDFST' dfst x (pure nChar) Seq.empty) (Seq.singleton nChar)) |
228 | (pState, pOutput) = runDFSTAction' cPrefix stInitial | 261 | | otherwise = Comp.singleton $ DFSTAction (\_ -> (Seq.empty, Nothing)) Seq.empty |
229 | (_, sOutput ) = runDFSTAction' cSuffix pState | 262 | (c', _) = propR (cSuffix' <> cPrefix, StringEdits es) |
230 | (_, sOutput') = runDFSTAction' cSuffix' pState | 263 | (cAffSuffix', _) = Comp.splitAt (Comp.length c' - Comp.length cAffPrefix) c' |
231 | (c', es') = propR (cSuffix' <> cPrefix, StringEdits es) | 264 | (_, Just pFinal) = runDFSTAction' cPrefix stInitial |
232 | es'' = strDiff sOutput sOutput' & stringEdits . sePos . from enum +~ Seq.length pOutput | 265 | rEs = strDiff (fst $ runDFSTAction' cAffSuffix pFinal) (fst $ runDFSTAction' cAffSuffix' pFinal) & stringEdits . sePos . from enum +~ length (dfstaProduces cAffPrefix stInitial) |
233 | 266 | ||
234 | 267 | ||
235 | propL :: (DFSTComplement state input output, StringEdits output) -> (DFSTComplement state input output, StringEdits input) | 268 | propL :: (DFSTComplement state input output, StringEdits Natural output) -> (DFSTComplement state input output, StringEdits Natural input) |
236 | propL (c, StringEdits Seq.Empty) = (c, mempty) | 269 | propL (c, StringEdits Seq.Empty) = (c, mempty) |
237 | propL (c, es) = fromMaybe (c, SEFail) $ do | 270 | propL (c, es) = fromMaybe (c, SEFail) $ do |
271 | let prevOut = dfstaProduces c stInitial | ||
238 | newOut <- prevOut `apply` es | 272 | newOut <- prevOut `apply` es |
239 | affected' <- affected es | 273 | affected' <- affected es |
240 | let outFST :: FST (LState state input output) input output | 274 | let outFST :: FST (LState state input output) input output |
241 | outFST = wordFST newOut `productFST` toFST dfst | 275 | -- outFST = wordFST newOut `productFST` toFST dfst |
276 | outFST = restrictOutput newOut $ toFST dfst | ||
277 | |||
278 | trace x y = flip seq y . unsafePerformIO $ appendFile "lens.log" (x <> "\n\n") | ||
279 | |||
242 | inflate by int | 280 | inflate by int |
243 | | Int.null int = Int.empty | 281 | | Int.null int = Int.empty |
244 | | inf >= by = inf - by Int.... sup + by | 282 | | inf >= by = inf - by Int.... sup + by |
@@ -251,53 +289,90 @@ dfstLens dfst@DFST{..} = EditLens ground propR propL | |||
251 | max = fromIntegral $ Seq.length newOut | 289 | max = fromIntegral $ Seq.length newOut |
252 | all = 0 Int.... max | 290 | all = 0 Int.... max |
253 | runCandidates :: Interval Natural -- ^ Departure from complement-run only permitted within interval (to guarantee locality) | 291 | runCandidates :: Interval Natural -- ^ Departure from complement-run only permitted within interval (to guarantee locality) |
254 | -> [ ( Seq (LState state input output, Maybe output) -- ^ Computed run | 292 | -> [ ( Seq (LState state input output, Maybe output) -- ^ Computed run |
255 | , StringEdits input | 293 | , StringEdits Natural input |
256 | , DFSTComplement state input output | 294 | , DFSTComplement state input output |
257 | ) | 295 | ) |
258 | ] | 296 | ] |
259 | runCandidates focus = continueRun (Seq.empty, mempty) (c, mempty) 0 | 297 | runCandidates focus = map ((,,) <$> view _1 <*> view _2 <*> view (_3 . _2)) $ go Set.empty [(Seq.empty, mempty, (c, mempty), 0)] |
260 | where | 298 | where |
261 | continueRun :: (Seq (LState state input output, Maybe output), StringEdits input) | 299 | go _ [] = [] |
300 | go visited (args@(run, edits, compZipper, inP) : alts) = | ||
301 | [ (run', finalizeEdits remC inP' edits', compZipper', inP') | (run', edits', compZipper'@(remC, _), inP') <- args : conts, isFinal run' ] | ||
302 | ++ go visited' (alts ++ conts) | ||
303 | where | ||
304 | conts | ||
305 | | lastSt <- view _1 <$> Seq.lookup (pred $ Seq.length run) run | ||
306 | , lastSt `Set.member` visited = [] | ||
307 | | otherwise = continueRun edits compZipper inP run | ||
308 | visited' = Set.insert (view _1 <$> Seq.lookup (pred $ Seq.length run) run) visited | ||
309 | |||
310 | isFinal :: Seq (LState state input output, Maybe output) -> Bool | ||
311 | -- ^ Is the final state of the run a final state of the DFST? | ||
312 | isFinal Seq.Empty = (0, (stInitial, Nothing)) `Set.member` FST.stAccept outFST | ||
313 | && (0 Int.... fromIntegral (Seq.length newOut)) `Int.isSubsetOf` focus | ||
314 | isFinal (_ :> (lastSt, _)) = lastSt `Set.member` FST.stAccept outFST | ||
315 | |||
316 | finalizeEdits :: DFSTComplement state input output -- ^ Remaining complement | ||
317 | -> Natural -- ^ Input position | ||
318 | -> StringEdits Natural input -> StringEdits Natural input | ||
319 | finalizeEdits remC inP = mappend . mconcat . replicate (Seq.length $ dfstaConsumes' remC) $ delete inP | ||
320 | |||
321 | continueRun :: StringEdits Natural input | ||
262 | -> (DFSTComplement state input output, DFSTComplement state input output) -- ^ Zipper into complement | 322 | -> (DFSTComplement state input output, DFSTComplement state input output) -- ^ Zipper into complement |
263 | -> Natural -- ^ Input position | 323 | -> Natural -- ^ Input position |
264 | -> [(Seq (LState state input output, Maybe output), StringEdits input, DFSTComplement state input output)] | 324 | -> Seq (LState state input output, Maybe output) |
265 | continueRun (run, inEdits) (c', remC) inP = do | 325 | -> [ ( Seq (LState state input output, Maybe output) |
326 | , StringEdits Natural input | ||
327 | , (DFSTComplement state input output, DFSTComplement state input output) | ||
328 | , Natural | ||
329 | ) | ||
330 | ] | ||
331 | -- ^ Nondeterministically make a single further step, continueing a given run | ||
332 | continueRun inEdits (c', remC) inP run = do | ||
266 | let | 333 | let |
267 | pos :: Natural | 334 | pos :: Natural |
268 | pos = fromIntegral $ Comp.length c - Comp.length c' | 335 | -- pos = fromIntegral $ Comp.length c - Comp.length c' -- FIXME: should use length of dfstaProduces |
336 | pos = fromIntegral . Seq.length $ dfstaProduces remC stInitial | ||
269 | (c'', step) = Comp.splitAt (pred $ Comp.length c') c' -- TODO: unsafe? | 337 | (c'', step) = Comp.splitAt (pred $ Comp.length c') c' -- TODO: unsafe? |
270 | current :: LState state input output | 338 | current :: LState state input output |
271 | current | 339 | current |
272 | | Seq.Empty <- run = (0, (stInitial, Nothing)) | 340 | | Seq.Empty <- run = (0, (stInitial, Nothing)) |
273 | | (_ :> (st, _)) <- run = st | 341 | | (_ :> (st, _)) <- run = st |
274 | current' :: state | 342 | current' :: state |
275 | current' = let (_, (st, _)) = current | ||
276 | in st | ||
277 | next' :: state | ||
278 | next' = fst . runDFSTAction' step $ current' | ||
279 | oldIn :: Maybe input | 343 | oldIn :: Maybe input |
280 | oldIn = Seq.lookup 0 $ dfstaConsumes' step | 344 | (current', oldIn) |
345 | | (_ :> ((_, (st, _)), _)) <- rest | ||
346 | , (_ :> ((_, (_, Just (partialIn, _))), _)) <- partial = (st, Just partialIn) | ||
347 | | (_ :> ((_, (_, Just (partialIn, _))), _)) <- partial = (stInitial, Just partialIn) | ||
348 | | Seq.Empty <- rest = (stInitial, Seq.lookup 0 $ dfstaConsumes' step) | ||
349 | | (_ :> ((_, (st, _)), _)) <- rest = (st, Seq.lookup 0 $ dfstaConsumes' step) | ||
350 | where | ||
351 | (partial, rest) = Seq.spanr (\((_, (_, inp)), _) -> isJust inp) run | ||
352 | next' <- trace (show ("next'", pos, focus, run, (current', oldIn), current, dfstaConsumes' step, runDFST' dfst current' (maybe Seq.empty Seq.singleton oldIn) Seq.empty)) . maybeToList . snd $ runDFST' dfst current' (maybe Seq.empty Seq.singleton oldIn) Seq.empty | ||
353 | let | ||
281 | outgoing :: LState state input output -> [(LState state input output, Maybe input, Maybe output)] | 354 | outgoing :: LState state input output -> [(LState state input output, Maybe input, Maybe output)] |
282 | outgoing current = let go (st, minS) os acc | 355 | outgoing current = let go (st, minS) outs acc |
283 | | st == current = ($ acc) $ Set.fold (\(st', moutS) -> (. ((st', minS, moutS) :))) id os | 356 | | st == current = Set.foldr (\(st', moutS) -> ((st', minS, moutS) :)) acc outs |
284 | | otherwise = acc | 357 | | otherwise = acc |
285 | in Map.foldrWithKey go [] $ FST.stTransition outFST | 358 | in Map.foldrWithKey go [] $ FST.stTransition outFST |
286 | isPreferred :: (LState state input output, Maybe input, Maybe output) -> Bool | 359 | isPreferred :: (LState state input output, Maybe input, Maybe output) -> Bool |
287 | isPreferred ((_, (st, Nothing)), inS, _) = st == next' && (fromMaybe True $ (==) <$> oldIn <*> inS) | 360 | isPreferred ((_, (st, Nothing)), _, _) = st == next' |
288 | isPreferred (st, _, _) = any isPreferred $ outgoing st -- By construction of `outFST`, `outgoing st` is a singleton | 361 | isPreferred (st@(_, (_, Just (inS , _))), _, _) = maybe True (== inS) oldIn && any isPreferred (outgoing st) -- By construction of `outFST`, `outgoing st` is a singleton in this case |
289 | (preferred, alternate) = partition isPreferred $ outgoing current | 362 | (preferred, alternate) = partition isPreferred $ outgoing current |
290 | assocEdit :: (LState state input output, Maybe input, Maybe output) -- ^ Transition | 363 | assocEdit :: (LState state input output, Maybe input, Maybe output) -- ^ Transition |
291 | -> [ ( (DFSTComplement state input output, DFSTComplement state input output) -- ^ new `(c', remC)`, i.e. complement-zipper `(c', remC)` but with edit applied | 364 | -> [ ( (DFSTComplement state input output, DFSTComplement state input output) -- ^ new `(c', remC)`, i.e. complement-zipper `(c', remC)` but with edit applied |
292 | , StringEdits input | 365 | , StringEdits Natural input |
293 | , Natural | 366 | , Natural |
294 | ) | 367 | ) |
295 | ] | 368 | ] |
296 | assocEdit (_, Just inS, _) | 369 | assocEdit (_, Just inS, _) |
297 | | oldIn == Just inS = [((c'', step <> remC), mempty, succ inP)] | 370 | | oldIn == Just inS = [ ((c'', step <> remC), mempty, succ inP) ] |
298 | | isJust oldIn = [((c'', altStep inS <> remC), replace inP inS, succ inP), ((c', altStep inS <> remC), insert inP inS, succ inP)] | 371 | | isJust oldIn = [ ((c', altStep inS <> remC), insert inP inS, succ inP) |
299 | | otherwise = [((c', altStep inS <> remC), insert inP inS, succ inP)] | 372 | , ((c'', altStep inS <> remC), replace inP inS, succ inP) |
300 | assocEdit (_, Nothing, _) = [((c', remC), mempty, inP)] -- TODO: is this correct? | 373 | ] |
374 | | otherwise = [ ((c', altStep inS <> remC), insert inP inS, succ inP) ] | ||
375 | assocEdit (_, Nothing, _) = [((c', remC), mempty, inP)] | ||
301 | altStep :: input -> DFSTComplement state input output | 376 | altStep :: input -> DFSTComplement state input output |
302 | altStep inS = Comp.singleton DFSTAction{..} | 377 | altStep inS = Comp.singleton DFSTAction{..} |
303 | where | 378 | where |
@@ -306,7 +381,7 @@ dfstLens dfst@DFST{..} = EditLens ground propR propL | |||
306 | options | 381 | options |
307 | | pos `Int.member` focus = preferred ++ alternate | 382 | | pos `Int.member` focus = preferred ++ alternate |
308 | | otherwise = preferred | 383 | | otherwise = preferred |
309 | choice@(next, inS, outS) <- options | 384 | choice@(next, inS, outS) <- trace (unlines $ show (pretty outFST) : map show options) options |
310 | ((c3, remC'), inEdits', inP') <- assocEdit choice | 385 | ((c3, remC'), inEdits', inP') <- assocEdit choice |
311 | -- let | 386 | -- let |
312 | -- -- | Replace prefix of old complement to reflect current candidate | 387 | -- -- | Replace prefix of old complement to reflect current candidate |
@@ -317,27 +392,70 @@ dfstLens dfst@DFST{..} = EditLens ground propR propL | |||
317 | -- fin | 392 | -- fin |
318 | -- | (trans, inEs, newComplement) <- acc = (trans, dropSuffix <> inEs, newComplement) | 393 | -- | (trans, inEs, newComplement) <- acc = (trans, dropSuffix <> inEs, newComplement) |
319 | let | 394 | let |
320 | acc = (run :> (next, outS), inEdits' <> inEdits) | 395 | trans = run :> (next, outS) |
321 | dropSuffix = mconcat (replicate (Seq.length $ dfstaConsumes' c3) $ delete inP') | 396 | inEs = inEdits' <> inEdits |
322 | fin | 397 | -- dropSuffix = mconcat (replicate (Seq.length $ dfstaConsumes' c3) $ delete inP') |
323 | | (trans, inEs) <- acc = (trans, dropSuffix <> inEs, remC') | 398 | -- fin |
324 | bool id (fin :) (next `Set.member` FST.stAccept outFST) $ continueRun acc (c3, remC') inP' | 399 | -- | (trans, inEs) <- acc = (trans, dropSuffix <> inEs, remC') |
400 | -- bool id (over _BFS $ cons fin) (next `Set.member` FST.stAccept outFST) $ continueRun acc (c3, remC') inP' | ||
401 | return (trans, inEs, (c3, remC'), inP') | ||
325 | 402 | ||
326 | -- Properties of the edits computed are determined mostly by the order candidates are generated below | 403 | -- Properties of the edits computed are determined mostly by the order candidates are generated below |
327 | -- (_, inEs, c') <- (\xs -> foldr (\x f -> x `seq` f) listToMaybe xs $ xs) $ traceShowId fragmentIntervals >>= (\x -> (\y@(y1, y2, _) -> traceShow (y1, y2) y) <$> runCandidates x) | 404 | -- (_, inEs, c') <- (\xs -> foldr (\x f -> x `seq` f) listToMaybe xs $ xs) $ traceShowId fragmentIntervals >>= (\x -> (\y@(y1, y2, _) -> traceShow (y1, y2) y) <$> runCandidates x) |
328 | 405 | ||
329 | (_, inEs, c') <- listToMaybe $ runCandidates =<< fragmentIntervals | 406 | fmap ((,) <$> view _3 <*> view _2) . listToMaybe $ runCandidates =<< fragmentIntervals |
330 | |||
331 | return (c', inEs) | ||
332 | where | ||
333 | (_, prevOut) = runDFSTAction' c stInitial | ||
334 | 407 | ||
335 | strDiff :: forall sym. Eq sym => Seq sym -> Seq sym -> StringEdits sym | 408 | strDiff :: forall sym pos. (Eq sym, Integral pos) => Seq sym -> Seq sym -> StringEdits pos sym |
336 | -- ^ @strDiff a b@ calculates a set of edits, which, when applied to @a@, produce @b@ | 409 | -- ^ @strDiff a b@ calculates a set of edits, which, when applied to @a@, produce @b@ |
337 | strDiff a b = snd . foldr toEdit (0, mempty) $ (getDiff `on` toList) a b | 410 | strDiff a b = snd . foldl toEdit (0, mempty) $ (getDiff `on` toList) a b |
411 | where | ||
412 | toEdit :: (pos, StringEdits pos sym) -> Diff sym -> (pos, StringEdits pos sym) | ||
413 | toEdit (n, es) (Diff.Both _ _) = (succ n, es) | ||
414 | toEdit (n, es) (Diff.First _ ) = (n, delete n <> es) | ||
415 | toEdit (n, es) (Diff.Second c) = (succ n, insert n c <> es) | ||
416 | \end{code} | ||
417 | \end{comment} | ||
418 | |||
419 | Um eine obere Schranke an das von einer Serie von edits betroffene Intervall zu bestimmen ordnen wir zunächst jeder von mindestens einem atomaren edit betroffenen Position $n$ im Eingabe-Wort einen $\text{offset}_n = \text{\# deletions} - \text{\# inserts}$ zu. | ||
420 | Das gesuchte Intervall ist nun $(\text{minK}, \text{maxK})$, mit $\text{minK}$ der Position im Eingabe-Wort mit niedrigstem $\text{offset}$ und $\text{maxK}$ die Position im Eingabe-Wort mit höchstem $\text{offset}$, $\text{maxK}^\prime$, modifiziert um das Maximum aus $\{ 0 \} \cup \{ \text{maxK}_n \colon n \in \{ 0 \ldots \text{maxK}^\prime \} \}$ wobei $\text{maxK}_n = -1 \cdot (n + \text{offset}_n)$ an Position $n$ ist. | ||
421 | |||
422 | \begin{code} | ||
423 | affected :: forall char. StringEdits Natural char -> Maybe (Interval Natural) | ||
424 | -- ^ For a given set of edits @es@ return the interval @i = a ... b@ such that for any given string @str@ of sufficient length the following holds: | ||
425 | -- | ||
426 | -- - For all @n :: Natural@: @n < a ==> str ! n == (str `apply` es) ! n@ | ||
427 | -- - There exists a @k :: Integer@ such that for all @n :: Integer@: @n > b ==> str ! (n + k) == (str `apply` es) ! n@ | ||
428 | -- | ||
429 | -- Intuitively: for any character @c@ of the new string @str `apply` es@ there exists a corresponding character in @str@ (offset by either 0 or a constant shift @k@) if the index of @c@ is /not/ contained in @affected es@. | ||
430 | \end{code} | ||
431 | \begin{comment} | ||
432 | \begin{code} | ||
433 | affected SEFail = Nothing | ||
434 | affected (StringEdits es) = Just . toInterval $ go es Map.empty | ||
338 | where | 435 | where |
339 | toEdit :: Diff sym -> (Natural, StringEdits sym) -> (Natural, StringEdits sym) | 436 | toInterval :: Map Natural Integer -> Interval Natural |
340 | toEdit (Diff.Both _ _) (n, es) = (succ n, es) | 437 | toInterval map |
341 | toEdit (Diff.First _ ) (n, es) = (n, delete n <> es) | 438 | | Just (((minK, _), _), ((maxK, _), _)) <- (,) <$> Map.minViewWithKey map <*> Map.maxViewWithKey map |
342 | toEdit (Diff.Second c) (n, es) = (succ n, insert n c <> es) | 439 | = let |
440 | maxV' = maximum . (0 :) $ do | ||
441 | offset <- [0..maxK] | ||
442 | v <- maybeToList $ Map.lookup (maxK - offset) map | ||
443 | v' <- maybeToList . fmap fromInteger $ negate v <$ guard (v <= 0) | ||
444 | guard $ v' >= succ offset | ||
445 | return $ v' - offset | ||
446 | in (minK Int.... maxK + maxV') | ||
447 | | otherwise | ||
448 | = Int.empty | ||
449 | go :: Seq (StringEdit Natural char) -> Map Natural Integer -> Map Natural Integer | ||
450 | go Seq.Empty offsets = offsets | ||
451 | go (es :> e) offsets = go es offsets' | ||
452 | where | ||
453 | p = e ^. sePos | ||
454 | -- p' = fromIntegral $ Map.foldrWithKey (\k o p -> bool (fromIntegral p) (o + p) $ k < fromIntegral p) (fromIntegral p) offsets | ||
455 | offsets' = Map.alter (Just . myOffset . fromMaybe 0) p offsets | ||
456 | myOffset :: Integer -> Integer | ||
457 | myOffset | ||
458 | | Insert _ _ <- e = pred | ||
459 | | Delete _ <- e = succ | ||
343 | \end{code} | 460 | \end{code} |
461 | \end{comment} | ||
diff --git a/edit-lens/src/Control/Edit.lhs b/edit-lens/src/Control/Edit.lhs index 19fe336..8c4f045 100644 --- a/edit-lens/src/Control/Edit.lhs +++ b/edit-lens/src/Control/Edit.lhs | |||
@@ -16,7 +16,7 @@ Ein Modul $M$ ist eine \emph{partielle Monoidwirkung} zusammen mit einem schwach | |||
16 | 16 | ||
17 | und einem Element $\init_M \in \Dom M$, sodass gilt: | 17 | und einem Element $\init_M \in \Dom M$, sodass gilt: |
18 | 18 | ||
19 | $$ \forall m \in \Dom M \ \exists \partial m \in \partial M \colon m = \init_M \cdot \partial m$$ | 19 | $$\forall m \in \Dom M \ \exists \partial m \in \partial M \colon m = \init_M \cdot \partial m$$ |
20 | 20 | ||
21 | Wir führen außerdem eine Abbildung $(\init_M \cdot)^{-1} \colon \Dom M \to \partial m$ ein, die ein $m$ auf ein arbiträr gewähltes $\partial m$ abbildet für das $\init_M \cdot \partial m = m$ gilt. | 21 | Wir führen außerdem eine Abbildung $(\init_M \cdot)^{-1} \colon \Dom M \to \partial m$ ein, die ein $m$ auf ein arbiträr gewähltes $\partial m$ abbildet für das $\init_M \cdot \partial m = m$ gilt. |
22 | 22 | ||
@@ -24,6 +24,7 @@ In Haskell charakterisieren wir Moduln über ihren Monoid, d.h. die Wahl des Mon | |||
24 | Eine Repräsentierung als Typklasse bietet sich an: | 24 | Eine Repräsentierung als Typklasse bietet sich an: |
25 | 25 | ||
26 | \begin{code} | 26 | \begin{code} |
27 | -- `apply` binds one level weaker than monoid composition `(<>)` | ||
27 | infix 5 `apply` | 28 | infix 5 `apply` |
28 | 29 | ||
29 | class Monoid m => Module m where | 30 | class Monoid m => Module m where |
@@ -42,11 +43,12 @@ class Monoid m => Module m where | |||
42 | 43 | ||
43 | infixl 5 `apply'` | 44 | infixl 5 `apply'` |
44 | apply' :: Module m => Maybe (Domain m) -> m -> Maybe (Domain m) | 45 | apply' :: Module m => Maybe (Domain m) -> m -> Maybe (Domain m) |
46 | -- ^ `apply` under `Maybe`s monad-structure | ||
45 | apply' md e = flip apply e =<< md | 47 | apply' md e = flip apply e =<< md |
46 | \end{code} | 48 | \end{code} |
47 | \end{defn} | 49 | \end{defn} |
48 | 50 | ||
49 | Wir weichen von der originalen Definition von Moduln aus \cite{hofmann2012edit} darin ab, dass wir für das ausgezeichnete Element $\init_X$ des Trägers explizit (und konstruktiv) fordern, dass es ein schwach-initiales Element bzgl. der Monoidwirkung sei. | 51 | Wir weichen von der originalen Definition von Moduln aus \cite{hofmann2012edit} darin ab, dass wir für das ausgezeichnete Element $\init_X$ des Trägers explizit (und konstruktiv\footnote{$(\init_M \cdot)^{-1}$}) fordern, dass es ein schwach-initiales Element bzgl. der Monoidwirkung sei. |
50 | 52 | ||
51 | \begin{comment} | 53 | \begin{comment} |
52 | \begin{defn}[Modulhomomorphismen] | 54 | \begin{defn}[Modulhomomorphismen] |
diff --git a/edit-lens/src/Control/FST.lhs b/edit-lens/src/Control/FST.lhs index 9298e11..9aa5341 100644 --- a/edit-lens/src/Control/FST.lhs +++ b/edit-lens/src/Control/FST.lhs | |||
@@ -1,3 +1,4 @@ | |||
1 | \begin{comment} | ||
1 | \begin{code} | 2 | \begin{code} |
2 | {-# LANGUAGE ScopedTypeVariables | 3 | {-# LANGUAGE ScopedTypeVariables |
3 | #-} | 4 | #-} |
@@ -7,16 +8,18 @@ Description: Finite state transducers with epsilon-transitions | |||
7 | -} | 8 | -} |
8 | module Control.FST | 9 | module Control.FST |
9 | ( FST(..) | 10 | ( FST(..) |
11 | -- * Using FSTs | ||
12 | , runFST, runFST', step | ||
10 | -- * Constructing FSTs | 13 | -- * Constructing FSTs |
11 | , wordFST | 14 | , wordFST |
12 | -- * Operations on FSTs | 15 | -- * Operations on FSTs |
13 | , productFST, restrictFST | 16 | , productFST, restrictOutput, restrictFST |
14 | -- * Debugging Utilities | 17 | -- * Debugging Utilities |
15 | , liveFST | 18 | , liveFST |
16 | ) where | 19 | ) where |
17 | 20 | ||
18 | import Data.Map.Strict (Map, (!?)) | 21 | import Data.Map.Lazy (Map, (!?), (!)) |
19 | import qualified Data.Map.Strict as Map | 22 | import qualified Data.Map.Lazy as Map |
20 | 23 | ||
21 | import Data.Set (Set) | 24 | import Data.Set (Set) |
22 | import qualified Data.Set as Set | 25 | import qualified Data.Set as Set |
@@ -24,7 +27,7 @@ import qualified Data.Set as Set | |||
24 | import Data.Sequence (Seq) | 27 | import Data.Sequence (Seq) |
25 | import qualified Data.Sequence as Seq | 28 | import qualified Data.Sequence as Seq |
26 | 29 | ||
27 | import Data.Maybe (mapMaybe, fromMaybe, isJust, fromJust) | 30 | import Data.Maybe (mapMaybe, fromMaybe, isJust, fromJust, isNothing) |
28 | 31 | ||
29 | import Numeric.Natural | 32 | import Numeric.Natural |
30 | 33 | ||
@@ -35,12 +38,28 @@ import Control.Monad.State.Strict | |||
35 | import Text.PrettyPrint.Leijen (Pretty(..)) | 38 | import Text.PrettyPrint.Leijen (Pretty(..)) |
36 | import qualified Text.PrettyPrint.Leijen as PP | 39 | import qualified Text.PrettyPrint.Leijen as PP |
37 | 40 | ||
38 | data FST state input output = FST | 41 | \end{code} |
42 | \end{comment} | ||
43 | |||
44 | \begin{defn}[Finite state transducers] | ||
45 | Unter einem finite state transducer verstehen wir ein 6-Tupel $(\Sigma, \Delta, Q, I, F, E)$ mit $\Sigma$ dem endlichen Eingabe-Alphabet, $\Delta$ dem endlichen Ausgabe-Alphabet, $Q$ einer endlichen Menge an Zuständen, $I \subset Q$ der Menge von initialen Zuständen, $F \subset Q$ der Menge von akzeptierenden Endzuständen, und $E \subset Q \times (\Sigma \cup \{ \epsilon \}) \times (\Delta \cup \{ \epsilon \}) \times Q$ der Transitionsrelation. | ||
46 | |||
47 | Semantisch ist ein finite state transducer ein endlicher Automat erweitert um die Fähigkeit bei Zustandsübergängen ein Symbol aus seinem Ausgabe-Alphabet an ein Ausgabe-Wort anzuhängen. | ||
48 | |||
49 | In Haskell lockern wir die Anforderung, dass die Ein- und Ausgabe-Alphabete endlich sein müssen und annotieren sie nur im Typsystem. | ||
50 | Zudem speichern wir die Transitionsrelation als multimap um effiziente lookups von Zustand-Eingabe-Paaren zu ermöglichen. | ||
51 | |||
52 | \begin{code} | ||
53 | dFSeata FST state input output = FST | ||
39 | { stInitial :: Set state | 54 | { stInitial :: Set state |
40 | , stTransition :: Map (state, Maybe input) (Set (state, Maybe output)) | 55 | , stTransition :: Map (state, Maybe input) (Set (state, Maybe output)) |
41 | , stAccept :: Set state | 56 | , stAccept :: Set state |
42 | } deriving (Show, Read) | 57 | } deriving (Show, Read) |
58 | \end{code} | ||
59 | \end{defn} | ||
43 | 60 | ||
61 | \begin{comment} | ||
62 | \begin{code} | ||
44 | instance (Show state, Show input, Show output) => Pretty (FST state input output) where | 63 | instance (Show state, Show input, Show output) => Pretty (FST state input output) where |
45 | pretty FST{..} = PP.vsep | 64 | pretty FST{..} = PP.vsep |
46 | [ PP.text "Initial states:" PP.</> PP.hang 2 (list . map (PP.text . show) $ Set.toAscList stInitial) | 65 | [ PP.text "Initial states:" PP.</> PP.hang 2 (list . map (PP.text . show) $ Set.toAscList stInitial) |
@@ -55,62 +74,164 @@ instance (Show state, Show input, Show output) => Pretty (FST state input output | |||
55 | ] | 74 | ] |
56 | where | 75 | where |
57 | label :: Show a => Maybe a -> PP.Doc | 76 | label :: Show a => Maybe a -> PP.Doc |
58 | label = maybe (PP.text "ɛ") (PP.text . show) | 77 | label = PP.text . maybe "ɛ" show |
59 | list :: [PP.Doc] -> PP.Doc | 78 | list :: [PP.Doc] -> PP.Doc |
60 | list = PP.encloseSep (PP.lbracket PP.<> PP.space) (PP.space PP.<> PP.rbracket) (PP.comma PP.<> PP.space) | 79 | list = PP.encloseSep (PP.lbracket PP.<> PP.space) (PP.space PP.<> PP.rbracket) (PP.comma PP.<> PP.space) |
80 | \end{code} | ||
81 | \end{comment} | ||
61 | 82 | ||
62 | runFST :: forall input output state. (Ord input, Ord output, Ord state) => FST state input output -> Seq input -> [Seq output] | 83 | Wir definieren die Auswertung von finite state transducers induktiv indem wir zunächst angeben wie ein einzelner Auswertungs-Schritt erfolgt. |
63 | runFST = fmap (map $ catMaybes . fmap (view _2) . view _2) . runFST' | 84 | |
64 | where | 85 | Hierzu kommentieren wir die Haskell-Implementierung eines Auswertungs-Schritts. |
65 | catMaybes = fmap fromJust . Seq.filter isJust | 86 | Notwendigerweise ist die Auswertung eines FSTs nicht deterministisch, wir produzieren daher eine Liste von möglichen Resultaten in keiner besonderen Reihenfolge. |
87 | |||
88 | \begin{code} | ||
89 | step :: forall input output state. (Ord input, Ord output, Ord state) | ||
90 | => FST state input output | ||
91 | -> Maybe state -- ^ Current state | ||
92 | -> Maybe input -- ^ Head of remaining input | ||
93 | -> [(Maybe input, state, Maybe output)] -- ^ Tuples of unconsumed input, next state, and produced output | ||
94 | step FST{..} Nothing inS = (\s -> (inS, s, Nothing)) <$> Set.toList stInitial | ||
95 | \end{code} | ||
96 | Ist kein vorheriger Schritt erfolgt so wählen wir einen initialen Zustand, konsumieren keine Eingabe, und produzieren keine Ausgabe. | ||
97 | |||
98 | \begin{code} | ||
99 | step FST{..} (Just c) inS = let | ||
100 | consuming = fromMaybe Set.empty $ Map.lookup (c, inS) stTransition | ||
101 | unconsuming = fromMaybe Set.empty $ Map.lookup (c, Nothing) stTransition | ||
102 | in Set.toList $ Set.map (\(n, mOut) -> (Nothing, n, mOut)) consuming `Set.union` Set.map (\(n, mOut) -> (inS, n, mOut)) unconsuming | ||
103 | \end{code} | ||
104 | Ansonsten wählen wir einen Eintrag aus der Transitionstabelle für den aktuellen Zustand, der entweder keine oder die gegebene Eingabe konsumiert. | ||
105 | Im Ergebnis geben wir den nächsten Zustand, die Ausgabe aus der Transitionstabelle, und ob die Eingabe konsumiert wurde an. | ||
66 | 106 | ||
107 | \begin{code} | ||
67 | runFST' :: forall input output state. (Ord input, Ord output, Ord state) | 108 | runFST' :: forall input output state. (Ord input, Ord output, Ord state) |
68 | => FST state input output | 109 | => FST state input output |
69 | -> Seq input | 110 | -> Seq input |
70 | -> [(state, Seq (state, Maybe output))] -- ^ Tuples of initial state and chosen transitions; not neccessarily finite | 111 | -> [(state, Seq (state, Maybe output))] -- ^ Tuples of initial state and chosen transitions; not neccessarily finite |
71 | -- ^ Compute all possible runs on the given input | 112 | -- ^ Compute all possible runs on the given input |
72 | runFST' fst Seq.Empty = guardAccept $ (\(_, st, _) -> (st, Seq.Empty)) <$> step fst Nothing Nothing | 113 | runFST' fst@FST{..} cs = do |
73 | runFST' fst cs = guardAccept $ do | 114 | initial <- view _2 <$> step fst Nothing Nothing -- Nondeterministically choose an initial state |
74 | initial <- view _2 <$> step fst Nothing Nothing | 115 | go (initial, Seq.Empty) cs -- Recursively extend the run consisting of only the initial state |
75 | go (initial, Seq.Empty) cs | ||
76 | where | 116 | where |
77 | guardAccept res = do | ||
78 | (initial, path) <- res | ||
79 | let | ||
80 | finalState | ||
81 | | (_ :> (st, _)) <- path = st | ||
82 | | otherwise = initial | ||
83 | guard $ finalState `Set.member` stAccept | ||
84 | return res | ||
85 | |||
86 | go :: (state, Seq (state, Maybe output)) -> Seq input-> [(state, Seq (state, Maybe output))] | 117 | go :: (state, Seq (state, Maybe output)) -> Seq input-> [(state, Seq (state, Maybe output))] |
118 | -- ^ Uses `step` on last state of run and nondeterministically chooses between alternatives given | ||
119 | \end{code} | ||
120 | |||
121 | Um alle möglichen Läufe auf einer gegebenen Eingabe zu berechnen wenden wir | ||
122 | rekursiv \texttt{step} auf den letzten Zustand des Laufs (und der verbleibenden | ||
123 | Eingabe) an bis keine Eingabe verbleibt und der letzte Zustand in der Menge der | ||
124 | akzeptierenden Endzustände liegt. | ||
125 | |||
126 | \begin{comment} | ||
127 | \begin{code} | ||
87 | go (initial, path) cs = do | 128 | go (initial, path) cs = do |
88 | let | 129 | let |
130 | -- | Determine last state of the run | ||
89 | current | 131 | current |
90 | | (_ :> (st, _)) <- path = st | 132 | | (_ :> (st, _)) <- path = st |
91 | | otherwise = initial | 133 | | otherwise = initial |
92 | (head, next, out) <- step fst (Just current) (Seq.lookup 0 cs) | 134 | case step fst (Just current) (Seq.lookup 0 cs) of |
93 | let | 135 | [] -> do |
94 | nPath = path :> (next, out) | 136 | guard $ current `Set.member` stAccept && Seq.null cs |
95 | ncs = maybe id (:<) head cs | 137 | return (initial, path) |
96 | go (initial, nPath) ncs | 138 | xs -> do |
97 | 139 | (head, next, out) <- xs | |
140 | let | ||
141 | nPath = path :> (next, out) | ||
142 | ncs | ||
143 | | (_ :< cs') <- cs = maybe id (:<) head cs' | ||
144 | | otherwise = Seq.Empty | ||
145 | go (initial, nPath) ncs | ||
146 | \end{code} | ||
147 | \end{comment} | ||
148 | |||
149 | Es ist gelegentlich nützlich nur die möglichen Ausgaben eines FST auf gegebener | ||
150 | Eingabe zu bestimmen, wir führen eine Hilfsfunktion auf Basis von | ||
151 | {\ttfamily runFST'} ein: | ||
152 | |||
153 | \begin{code} | ||
154 | runFST :: forall input output state. (Ord input, Ord output, Ord state) => FST state input output -> Seq input -> [Seq output] | ||
155 | -- ^ Compute all possible runs on the given input and return only their output | ||
156 | \end{code} | ||
157 | \begin{comment} | ||
158 | \begin{code} | ||
159 | runFST = fmap (map $ catMaybes . fmap (view _2) . view _2) . runFST' | ||
160 | where | ||
161 | catMaybes = fmap fromJust . Seq.filter isJust | ||
162 | \end{code} | ||
163 | \end{comment} | ||
164 | |||
165 | Wir können das Produkt zweier FSTs definieren. | ||
166 | Intuitiv wollen wir beide FSTs gleichzeitig ausführen und dabei sicherstellen, dass Ein- und Ausgabe der FSTs übereinstimmen\footnote{Da wir $\epsilon$-Transitionen in FSTs erlauben müssen wir uns festlegen wann eine $\epsilon$-Transition übereinstimmt mit einer anderen Transition. Wir definieren, dass $\epsilon$ als Eingabe mit jeder anderen Eingabe (inkl. einem weiteren $\epsilon$) übereinstimmt.}. | ||
167 | |||
168 | Hierfür berechnen wir das Graphen-Produkt der FSTs: | ||
169 | |||
170 | \begin{defn}[FST-Produkt] | ||
171 | Gegeben zwei finite state transducer $T = (\Sigma, \Delta, Q, I, F, E)$ und $T^\prime = (\Sigma^\prime, \Delta^\prime, Q^\prime, I^\prime, F^\prime, E^\prime)$ nennen wir $T^\times = (\Sigma^\times, \Delta^\times, Q^\times, I^\times, F^\times, E^\times)$ das Produkt $T^\times = T \times T^\prime$ von $T$ und $T^\prime$. | ||
172 | |||
173 | $T^\times$ bestimmt sich als das Graphenprodukt der beiden, die FSTs unterliegenden Graphen, wobei wir die Zustandsübergänge als Kanten mit Gewichten aus dem Boolschen Semiring auffassen: | ||
174 | |||
175 | \begin{align*} | ||
176 | \Sigma^\times & = \Sigma \cap \Sigma^\prime \\ | ||
177 | \Delta^\times & = \Delta \cap \Delta^\prime \\ | ||
178 | Q^\times & = Q \times Q^\prime \\ | ||
179 | I^\times & = I \times I^\prime \\ | ||
180 | F^\times & = F \times F^\prime \\ | ||
181 | E^\times & \subset Q^\times \times (\Sigma^\times \cup \{ \epsilon \}) \times (\Delta^\times \cup \{ \epsilon \}) \times Q^\times \\ | ||
182 | & = \left \{ ((q, q^\prime), \sigma, \delta, (\bar{q}, \bar{q^\prime})) \colon (q, \sigma, \delta, \bar{q}) \in E, (q^\prime, \sigma^\prime, \delta^\prime, \bar{q^\prime}) \in E^\prime, \sigma = \sigma^\prime, \delta = \delta^\prime \right \} | ||
183 | \end{align*} | ||
184 | \end{defn} | ||
98 | 185 | ||
99 | step :: forall input output state. (Ord input, Ord output, Ord state) | ||
100 | => FST state input output | ||
101 | -> Maybe state -- ^ Current state | ||
102 | -> Maybe input -- ^ Head of remaining input | ||
103 | -> [(Maybe input, state, Maybe output)] -- ^ Tuples of unconsumed input, next state, and produced output | ||
104 | step FST{..} Nothing inS = (\s -> (inS, s, Nothing)) <$> Set.toList stInitial | ||
105 | step FST{..} (Just c) inS = let | ||
106 | consuming = fromMaybe Set.empty $ Map.lookup (c, inS) stTransition | ||
107 | unconsuming = fromMaybe Set.empty $ Map.lookup (c, Nothing) stTransition | ||
108 | in Set.toList $ Set.map (\(n, mOut) -> (Nothing, n, mOut)) consuming `Set.union` Set.map (\(n, mOut) -> (inS, n, mOut)) unconsuming | ||
109 | 186 | ||
187 | \begin{code} | ||
188 | productFST :: forall state1 state2 input output. (Ord state1, Ord state2, Ord input, Ord output) => FST state1 input output -> FST state2 input output -> FST (state1, state2) input output | ||
189 | -- ^ Cartesian product on states, logical conjunction on transitions and state-properties (initial and accept) | ||
190 | -- | ||
191 | -- This is the "natural" (that is component-wise) product when considering FSTs to be weighted in the boolean semiring. | ||
192 | -- | ||
193 | -- Intuitively this corresponds to running both FSTs at the same time requiring them to produce the same output and agree on their input. | ||
194 | \end{code} | ||
110 | 195 | ||
111 | wordFST :: forall input output. Seq output -> FST Natural input output | 196 | \begin{comment} |
112 | -- ^ @wordFST str@ is the linear FST generating @str@ as output when given no input | 197 | \begin{code} |
113 | wordFST outs = FST | 198 | productFST fst1 fst2 = FST |
199 | { stInitial = Set.fromDistinctAscList $ stInitial fst1 `setProductList` stInitial fst2 | ||
200 | , stAccept = Set.fromDistinctAscList $ stAccept fst1 `setProductList` stAccept fst2 | ||
201 | , stTransition = Map.fromSet transitions . Set.fromDistinctAscList . mapMaybe filterTransition $ Map.keysSet (stTransition fst1) `setProductList` Map.keysSet (stTransition fst2) | ||
202 | } | ||
203 | where | ||
204 | setProductList :: forall a b. Set a -> Set b -> [(a, b)] | ||
205 | setProductList as bs = (,) <$> Set.toAscList as <*> Set.toAscList bs | ||
206 | filterTransition :: forall label. Eq label => ((state1, Maybe label), (state2, Maybe label)) -> Maybe ((state1, state2), Maybe label) | ||
207 | filterTransition ((st1, l1), (st2, l2)) | ||
208 | | l1 == l2 = Just ((st1, st2), l1) | ||
209 | | otherwise = Nothing | ||
210 | transitions :: ((state1, state2), Maybe input) -> Set ((state1, state2), Maybe output) | ||
211 | transitions ((st1, st2), inS) = Set.fromDistinctAscList . mapMaybe filterTransition $ out1 `setProductList` out2 | ||
212 | where | ||
213 | out1 = fromMaybe Set.empty (stTransition fst1 !? (st1, inS)) `Set.union` fromMaybe Set.empty (stTransition fst1 !? (st1, Nothing)) | ||
214 | out2 = fromMaybe Set.empty (stTransition fst2 !? (st2, inS)) `Set.union` fromMaybe Set.empty (stTransition fst2 !? (st2, Nothing)) | ||
215 | \end{code} | ||
216 | \end{comment} | ||
217 | |||
218 | Es ist später erforderlich einen FST derart einzuschränken, dass er eine gegebene Ausgabe produziert. | ||
219 | |||
220 | Hierzu nehmen wir das FST-Produkt mit einem FST, der, ungeachtet der Eingabe, immer die gegebene Ausgabe produziert. | ||
221 | Da die Ausgaben der beiden FSTs übereinstimmen müssen produziert das Produkt mit einem derartigen FST (solange dessen Ausgabe in keinem Sinne von der Eingabe abhängt) die gewünschte Ausgabe. | ||
222 | |||
223 | Zur Konstruktion eines derartigen \emph{Wort-FST}s nehmen wir Indizes im Ausgabe-Wort (natürliche Zahlen) als Zustände. | ||
224 | Übergänge sind immer entweder der Form $n \rightarrow \text{succ}(n)$, konsumieren keine Eingabe ($\epsilon$) und produzieren als Ausgabe das Zeichen am Index $n$ im Ausgabe-Wort, oder der Form $n \overset{(i, \epsilon)}{\rightarrow} n$, für jedes Eingabesymbol $i$ (um die Unabhängigkeit von der Eingabe sicherzustellen). | ||
225 | Weiter ist $0$ initial und $\text{length}(\text{Ausgabe})$ der einzige akzeptierende Endzustand. | ||
226 | |||
227 | \begin{code} | ||
228 | wordFST :: forall input output. (Ord input, Ord output) => Set input -> Seq output -> FST Natural input output | ||
229 | -- ^ @wordFST inps str@ is the linear FST generating @str@ as output when given any input with symbols in @inps@ | ||
230 | \end{code} | ||
231 | |||
232 | \begin{comment} | ||
233 | \begin{code} | ||
234 | wordFST inps outs = FST | ||
114 | { stInitial = Set.singleton 0 | 235 | { stInitial = Set.singleton 0 |
115 | , stAccept = Set.singleton l | 236 | , stAccept = Set.singleton l |
116 | , stTransition = Map.fromSet next states | 237 | , stTransition = Map.fromSet next states |
@@ -119,36 +240,50 @@ wordFST outs = FST | |||
119 | l :: Natural | 240 | l :: Natural |
120 | l = fromIntegral $ Seq.length outs | 241 | l = fromIntegral $ Seq.length outs |
121 | states :: Set (Natural, Maybe input) | 242 | states :: Set (Natural, Maybe input) |
122 | states = Set.fromDistinctAscList [ (n, Nothing) | n <- [0..pred l] ] | 243 | states |
244 | | Seq.null outs = Set.empty | ||
245 | | otherwise = Set.fromDistinctAscList [ (n, inp) | n <- [0..pred l], inp <- Nothing : map Just (Set.toList inps) ] | ||
123 | next :: (Natural, Maybe input) -> Set (Natural, Maybe output) | 246 | next :: (Natural, Maybe input) -> Set (Natural, Maybe output) |
124 | next (i, _) = Set.singleton (succ i, Just . Seq.index outs $ fromIntegral i) | 247 | next (i, _) = Set.fromList |
248 | [ (succ i, Just . Seq.index outs $ fromIntegral i) | ||
249 | , (i, Nothing) | ||
250 | ] | ||
251 | \end{code} | ||
252 | \end{comment} | ||
125 | 253 | ||
126 | productFST :: forall state1 state2 input output. (Ord state1, Ord state2, Ord input, Ord output) => FST state1 input output -> FST state2 input output -> FST (state1, state2) input output | 254 | Da \texttt{wordFST} zur Konstruktion eine komprehensive Menge aller Eingabesymbole benötigt verwenden wir im folgenden eine optimierte Variante des Produkts mit einem Wort-FST. |
127 | -- ^ Cartesian product on states, logical conjunction on transitions and state-properties (initial and accept) | 255 | |
128 | -- | 256 | \begin{code} |
129 | -- This is the "natural" (that is component-wise) product when considering FSTs to be weighted in the boolean semiring. | 257 | restrictOutput :: forall state input output. (Ord state, Ord input, Ord output) => Seq output -> FST state input output -> FST (Natural, state) input output |
130 | -- | 258 | -- ^ @restrictOutput out@ is equivalent to @productFST (wordFST inps out)@ where @inps@ is a comprehensive set of all input symbols @inp :: input@ |
131 | -- Intuitively this corresponds to running both FSTs at the same time requiring them to produce the same output and "agree" (epsilon agreeing with every character) on their input. | 259 | \end{code} |
132 | productFST fst1 fst2 = FST | 260 | |
133 | { stInitial = stInitial fst1 `setProduct` stInitial fst2 | 261 | \begin{comment} |
134 | , stAccept = stAccept fst1 `setProduct` stAccept fst2 | 262 | \begin{code} |
135 | , stTransition = Map.fromSet transitions . Set.fromList . mapMaybe filterTransition . Set.toAscList $ Map.keysSet (stTransition fst1) `setProduct` Map.keysSet (stTransition fst2) | 263 | restrictOutput out FST{..} = FST |
264 | { stInitial = Set.mapMonotonic (0,) stInitial | ||
265 | , stAccept = Set.mapMonotonic (l,) stAccept | ||
266 | , stTransition = Map.filter (not . Set.null) $ Map.fromList (concatMap noProgress $ Map.toList stTransition) `Map.union` Map.fromSet transitions (Set.fromDistinctAscList [((wSt, inSt), inSym) | wSt <- Set.toAscList wordStates, (inSt, inSym) <- Set.toAscList $ Map.keysSet stTransition]) | ||
136 | } | 267 | } |
137 | where | 268 | where |
138 | setProduct :: forall a b. Set a -> Set b -> Set (a, b) | 269 | l :: Natural |
139 | setProduct as bs = Set.fromDistinctAscList $ (,) <$> Set.toAscList as <*> Set.toAscList bs | 270 | l = fromIntegral $ Seq.length out |
140 | filterTransition :: forall label. Eq label => ((state1, Maybe label), (state2, Maybe label)) -> Maybe ((state1, state2), Maybe label) | 271 | wordStates :: Set Natural |
141 | filterTransition ((st1, Nothing ), (st2, in2 )) = Just ((st1, st2), in2) | 272 | wordStates |
142 | filterTransition ((st1, in1 ), (st2, Nothing )) = Just ((st1, st2), in1) | 273 | | Seq.null out = Set.empty |
143 | filterTransition ((st1, Just in1), (st2, Just in2)) | 274 | | otherwise = Set.fromDistinctAscList [0..pred l] |
144 | | in1 == in2 = Just ((st1, st2), Just in1) | 275 | noProgress :: ((state, Maybe input), Set (state, Maybe output)) -> [(((Natural, state), Maybe input), Set ((Natural, state), Maybe output))] |
145 | | otherwise = Nothing | 276 | noProgress ((inSt, inSym), outs) |
146 | transitions :: ((state1, state2), Maybe input) -> Set ((state1, state2), Maybe output) | 277 | = [ (((wState, inSt), inSym), Set.mapMonotonic (\(outSt, Nothing) -> ((wState, outSt), Nothing)) noOutput) | wState <- Set.toList wordStates, not $ Set.null noOutput ] |
147 | transitions ((st1, st2), inS) = Set.fromList . mapMaybe filterTransition . Set.toAscList $ out1 `setProduct` out2 | ||
148 | where | 278 | where |
149 | out1 = (fromMaybe Set.empty $ stTransition fst1 !? (st1, inS)) `Set.union` (fromMaybe Set.empty $ stTransition fst1 !? (st1, Nothing)) | 279 | noOutput = Set.filter (\(_, outSym) -> isNothing outSym) outs |
150 | out2 = (fromMaybe Set.empty $ stTransition fst2 !? (st2, inS)) `Set.union` (fromMaybe Set.empty $ stTransition fst2 !? (st2, Nothing)) | 280 | transitions :: ((Natural, state), Maybe input) -> Set ((Natural, state), Maybe output) |
281 | transitions ((l, inSt), inSym) = Set.fromDistinctAscList [ ((succ l, outSt), outSym) | (outSt, outSym@(Just _)) <- Set.toAscList $ stTransition ! (inSt, inSym), outSym == Seq.lookup (fromIntegral l) out ] | ||
282 | \end{code} | ||
283 | \end{comment} | ||
151 | 284 | ||
285 | \begin{comment} | ||
286 | \begin{code} | ||
152 | restrictFST :: forall state input output. (Ord state, Ord input, Ord output) => Set state -> FST state input output -> FST state input output | 287 | restrictFST :: forall state input output. (Ord state, Ord input, Ord output) => Set state -> FST state input output -> FST state input output |
153 | -- ^ @restrictFST states fst@ removes from @fst@ all states not in @states@ including transitions leading to or originating from them | 288 | -- ^ @restrictFST states fst@ removes from @fst@ all states not in @states@ including transitions leading to or originating from them |
154 | restrictFST sts FST{..} = FST | 289 | restrictFST sts FST{..} = FST |
@@ -170,7 +305,7 @@ liveFST :: forall state input output. (Ord state, Ord input, Ord output, Show st | |||
170 | liveFST fst@FST{..} = flip execState Set.empty $ mapM_ (depthSearch Set.empty) stInitial | 305 | liveFST fst@FST{..} = flip execState Set.empty $ mapM_ (depthSearch Set.empty) stInitial |
171 | where | 306 | where |
172 | stTransition' :: Map state (Set state) | 307 | stTransition' :: Map state (Set state) |
173 | stTransition' = Map.map (Set.map $ \(st, _) -> st) $ Map.mapKeysWith Set.union (\(st, _) -> st) stTransition | 308 | stTransition' = Map.map (Set.map (\(st, _) -> st)) $ Map.mapKeysWith Set.union (\(st, _) -> st) stTransition |
174 | depthSearch :: Set state -> state -> State (Set state) () | 309 | depthSearch :: Set state -> state -> State (Set state) () |
175 | depthSearch acc curr = do | 310 | depthSearch acc curr = do |
176 | let acc' = Set.insert curr acc | 311 | let acc' = Set.insert curr acc |
@@ -181,3 +316,4 @@ liveFST fst@FST{..} = flip execState Set.empty $ mapM_ (depthSearch Set.empty) s | |||
181 | alreadyLive <- get | 316 | alreadyLive <- get |
182 | mapM_ (depthSearch acc') $ next `Set.difference` alreadyLive | 317 | mapM_ (depthSearch acc') $ next `Set.difference` alreadyLive |
183 | \end{code} | 318 | \end{code} |
319 | \end{comment} | ||
diff --git a/edit-lens/src/Control/Lens/Edit.lhs b/edit-lens/src/Control/Lens/Edit.lhs index 5a60536..5a106c8 100644 --- a/edit-lens/src/Control/Lens/Edit.lhs +++ b/edit-lens/src/Control/Lens/Edit.lhs | |||
@@ -1,3 +1,4 @@ | |||
1 | \begin{comment} | ||
1 | \begin{code} | 2 | \begin{code} |
2 | module Control.Lens.Edit | 3 | module Control.Lens.Edit |
3 | ( Module(..) | 4 | ( Module(..) |
@@ -8,9 +9,10 @@ module Control.Lens.Edit | |||
8 | 9 | ||
9 | import Control.Edit | 10 | import Control.Edit |
10 | \end{code} | 11 | \end{code} |
12 | \end{comment} | ||
11 | 13 | ||
12 | \begin{defn}[Zustandsbehaftete Monoidhomomorphismen] | 14 | \begin{defn}[Zustandsbehaftete Monoidhomomorphismen] |
13 | Mit einer Menge von Komplementen $C$ und Monoiden $M$ und $N$ nennen wir eine partielle Funktion $\psi \colon C \times M \to C \times N$ einen zustandsbehafteten Monoidhomomorphismus wenn sie den folgenden Ansprüchen genügt: | 15 | Gegeben eine Menge von Komplementen $C$ und Monoiden $M$ und $N$ nennen wir eine partielle Funktion $\psi \colon C \times M \to C \times N$ einen zustandsbehafteten Monoidhomomorphismus wenn sie den folgenden Ansprüchen genügt: |
14 | 16 | ||
15 | \begin{itemize} | 17 | \begin{itemize} |
16 | \item $\forall c \in C \colon \psi(1_M, c) = (1_N, c)$ | 18 | \item $\forall c \in C \colon \psi(1_M, c) = (1_N, c)$ |
@@ -26,7 +28,7 @@ type StateMonoidHom s m n = (s, m) -> (s, n) | |||
26 | \end{defn} | 28 | \end{defn} |
27 | 29 | ||
28 | \begin{defn}[edit-lenses] | 30 | \begin{defn}[edit-lenses] |
29 | Für Moduln $M$ und $N$ besteht eine symmetrische edit-lens zwischen $M$ und $N$ aus zwei zustandsbehafteten Monoidhomomorphismen $\Rrightarrow \colon C \times \partial M \to C \times \partial N$ und $\Lleftarrow \colon C \time \partial N \to C \times \partial M$, mit kompatiblem Komplement $C$, einem ausgezeichneten Element $\ground_C$ und einer \emph{Konsistenzrelation} $K \subset \Dom M \times C \times \Dom N$ sodass gilt: | 31 | Für Moduln $M$ und $N$ besteht eine symmetrische edit-lens zwischen $M$ und $N$ aus zwei zustandsbehafteten Monoidhomomorphismen $\Rrightarrow \colon C \times \partial M \to C \times \partial N$ und $\Lleftarrow \colon C \times \partial N \to C \times \partial M$, mit kompatiblem Komplement $C$, einem ausgezeichneten Element $\ground_C$ und einer \emph{Konsistenzrelation} $K \subset \Dom M \times C \times \Dom N$ sodass gilt: |
30 | 32 | ||
31 | \begin{itemize} | 33 | \begin{itemize} |
32 | \item $(\init_M, \ground_C, \init_N) \in K$ | 34 | \item $(\init_M, \ground_C, \init_N) \in K$ |
@@ -41,7 +43,7 @@ Für Moduln $M$ und $N$ besteht eine symmetrische edit-lens zwischen $M$ und $N$ | |||
41 | 43 | ||
42 | Wir schreiben auch nur \emph{edit-lens} für den symmetrischen Fall\footnote{Für den asymmetrischen Fall siehe \cite{johnson2016unifying}}. | 44 | Wir schreiben auch nur \emph{edit-lens} für den symmetrischen Fall\footnote{Für den asymmetrischen Fall siehe \cite{johnson2016unifying}}. |
43 | 45 | ||
44 | In Haskell erwähnen wir die Konsistenzrelation nicht in der Erwartung, dass $\Rrightarrow$ und $\Lleftarrow$ nur auf konsistente Zustände angewandt werden (und somit auch entweder einen konsistenten Zustand erzeugen oder nichtt definiert sind): | 46 | In Haskell erwähnen wir die Konsistenzrelation nicht in der Erwartung, dass $\Rrightarrow$ und $\Lleftarrow$ nur auf konsistente Zustände angewandt werden (und somit auch entweder einen konsistenten Zustand erzeugen oder nicht definiert sind): |
45 | 47 | ||
46 | \begin{code} | 48 | \begin{code} |
47 | data EditLens c m n where | 49 | data EditLens c m n where |
@@ -74,7 +76,7 @@ Für Typen $n$ und $m$ ist eine \emph{lens} $\ell$ von $n$ in $m$ eine Abbildung | |||
74 | 76 | ||
75 | $$ \forall f \, \text{Funktor} \colon \left ( \ell \colon \left ( m \to f(m) \right ) \to \left ( n \to f(n) \right ) \right )$$ | 77 | $$ \forall f \, \text{Funktor} \colon \left ( \ell \colon \left ( m \to f(m) \right ) \to \left ( n \to f(n) \right ) \right )$$ |
76 | 78 | ||
77 | Durch geschickte Wahl des Funktors\footnote{\texttt{Const} bzw. \texttt{Identity}} $f$ können dann $\searrow \colon m \to n$ und $\nearrow \colon (m \to m) \to (n \to n)$ rekonstruiert werden oder verwandte Strukturen (folds, traversals, …) konstruiert werden. | 79 | Durch geschickte Wahl des Funktors\footnote{\texttt{Const} bzw. \texttt{Identity}} $f$ können dann $\searrow \colon m \to n$ und $\nearrow \colon (m \to m) \to (n \to n)$ oder verwandte Strukturen (folds, traversals, …) konstruiert werden. |
78 | \end{defn} | 80 | \end{defn} |
79 | 81 | ||
80 | Es liegt nun nahe $\nearrow \colon (m \to m) \to (n \to n)$ mit $\Rrightarrow \colon \partial m \to \partial n$ zu identifizieren. | 82 | Es liegt nun nahe $\nearrow \colon (m \to m) \to (n \to n)$ mit $\Rrightarrow \colon \partial m \to \partial n$ zu identifizieren. |