Z3 C ++绑定中的定义乐趣宏和正则表达式

Question

我正在编写一些代码，这些代码使用Z3字符串来评估ACL中的权限。到目前为止，使用SMT2相对容易。例如我要实现的代码是：

(declare-const Group String)
(declare-const Resource String)

(define-fun acl1() Bool
  (or (and
       (= Group "employee")
       (str.prefixof "shared/News_" Resource))
      (and
       (= Group "manager")
       (or (str.prefixof "shared/Internal_" Resource)
           (str.prefixof "shared/News_" Resource))
       )))

(define-fun acl2() Bool
  (and (and (str.prefixof "shared/" Resource)
            (str.in.re Group re.allchar))
       (not (and (str.prefixof "shared/Internal_" Resource)
                 (= Group "employee")))))

;; perm(acl1) <= perm(acl) iff acl1 => acl2
(define-fun conjecture() Bool
  (=> (= acl1 true)
      (= acl2 true)))

(assert (not conjecture))
(check-sat)

阅读z3 c ++绑定，我还无法弄清楚如何将z3 :: function粘贴到此。到目前为止，假设define-fun只是一个lisp宏，我就有这个。

#include <z3++.h>

z3::expr acl1(z3::context& c, z3::expr& G, z3::expr& R)
{
  return (((G == c.string_val("employee")) &&
           z3::prefixof(c.string_val("shared/News_"), R)) ||
          ((G == c.string_val("manager")) &&
           (z3::prefixof(c.string_val("shared/Internal_"), R) ||
            z3::prefixof(c.string_val("shared/News_"), R))));
}

z3::expr acl2(z3::context& c, z3::expr& G, z3::expr& R)
{
  return ((z3::prefixof(c.string_val(""), G) &&
           z3::prefixof(c.string_val("shared/"), R)) &&
          !((G == c.string_val("employee")) &&
            (z3::prefixof(c.string_val("shared/Internal"), R))));
}

z3::expr MakeStringFunction(z3::context* c, std::string s) {
  z3::sort sort = c->string_sort();
  z3::symbol name = c->str_symbol(s.c_str());
  return c->constant(name, sort);
}

void acl_eval()
{
  z3::context c;
  auto Group = MakeStringFunction(&c, "Group");
  auto Resource = MakeStringFunction(&c, "Resource");
  auto acl1_f = acl1(c, Group, Resource);
  auto acl2_f = acl2(c, Group, Resource);
  auto conjecture = implies(acl1_f == c.bool_val(true),
                            acl2_f == c.bool_val(true));

  z3::solver s(c);
  s.add(!conjecture);
  std::cout << s.to_smt2() << std::endl;
  switch(s.check()){
  case z3::unsat: std::cout<< "Valid Conjecture" << std::endl; break;
  case z3::sat: std::cout << "Invalid Conjecture" << std::endl; break;
  case z3::unknown: [[fallthrough]]
  default:
    std::cout << "Unknown" << std::endl;
  }
}

int main(){
  acl_eval();
  return 0;
}

这是使用C ++绑定中的wrt函数来完成的吗？虽然C ++绑定生成的smt2代码与其他代码看起来并不完全相同，但我在带有let绑定的assert中看到了整个expr，它可以满足我的要求。另外，我还想知道C ++绑定是否支持诸如z3的SMT库之类的正则表达式功能？我找不到任何示例，文档也不是很清楚。

Answer 1

通常，当您使用C ++（或任何其他高级）API时，无需在SMTLib中创建“函数”。取而代之的是，您只需使用这些语言编写函数，这些函数将直接生成所需的代码。起初听起来确实令人困惑，但这只是预期的用例：SMTLib函数被宿主语言中的函数替换。然后以宿主语言运行它们，然后以目标语言生成必要的语法树。即Z3的内部AST表示形式。特别是在您的情况下，您不需要传递给这些函数的任何“参数”，因此您根本不需要创建任何参数。因此，您在这里所做的是正确的。

（注意：在某些情况下，您确实想吐出SMTLib中的函数。例如，如果您想使用未解释的函数。或者您可能想使用递归函数定义，而这在主机中实际上是不可以的。语言。但是，我们不要在这里混淆这些内容。如果您确实确实需要这些内容，请另外提出一个问题。从您的描述中，我认为没有理由。）

关于正则表达式：它们都可以在C ++ API中使用，在这里查看：https://z3prover.github.io/api/html/z3_09_09_8h_source.html#l03334

特别是您要寻找的功能是：

• [in_re：用于检查成员资格
• [re_full：接受所有字符串的正则表达式（令人困惑的是，SMTLibs allchar在C ++ API中称为re_full。）]

希望可以帮助您入门！