非正式的谬误导致堆栈溢出

问题描述 投票:9回答:2
  • 破碎的代码 public static partial class LogicExtensions { public static bool Implies<T>(this T premise, T conclusion) { return conclusion.Infers(premise); } public static bool Infers<T>(this T premise, T conclusion) { return premise.Implies(conclusion); } }

上面的代码希望表达:

结论推断了前提,因为前提暗示了结论。

前提暗示了结论,因为结论推断了前提。

这将是circular reasoning,肯定会导致堆栈溢出。然后我重新设计如下:

  • 工作代码 public delegate bool Paradox<T>(T premise, T conclusion, Paradox<T> predicate=null); public static partial class LogicExtensions { public static bool Implies<T>(this T premise, T conclusion, Paradox<T> predicate=null) { if(null==predicate) return conclusion.Infers(premise, Implies); if(Infers!=predicate) return predicate(premise, conclusion); return LogicExtensions.Implies(conclusion as IConvertible, premise as IConvertible); } public static bool Infers<T>(this T premise, T conclusion, Paradox<T> predicate=null) { if(null==predicate) return premise.Implies(conclusion, Infers); if(Implies!=predicate) return predicate(premise, conclusion); return LogicExtensions.Implies(conclusion as IConvertible, premise as IConvertible); } static bool Implies<T>(T premise, T conclusion) where T: IConvertible { var x=premise.ToUInt64(null); return x==(x&conclusion.ToUInt64(null)); } }

但这意味着:

  1. 它没有正确的逻辑,它不能没有Paradox<T>,我最初命名为Predicate<T>,但与System.Predicate<T>冲突。
  2. T必须实现IConvertable与代码前者不同,这是有缺陷的。

为了清楚起见,我试图使代码不仅起作用,而且代表逻辑公式,我可以进一步重用它来推理逻辑而没有T的约束实现IConvertable。有没有办法使逻辑正确并摆脱有缺陷的设计?

c# language-agnostic logic
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你的问题不是很清楚你想要做什么。您是否尝试在C#中表达一些逻辑谓词?您是否正在尝试编写可以推理逻辑的代码?你想表现出逻辑公式吗?

悖论。当谈论计算中的悖论时,阅读lambda演算和Russel悖论(here is a nice article)可能会更好。 Lambda演算本质上是一种简单的函数式编程语言(想象一下具有lambda函数和应用程序的C#,但没有别的)。

它最初是作为数学基础的系统开发的(在计算机发明之前),但这并没有真正起作用,因为你能够编写没有意义的递归计算(详见文章),但你可以写计算结果如下(以C#表示法):

r(r) = not(r(r)) = not(not(r(r)))

...因为没有x = r(r)这样的x = not(x),这个模型作为数学基础没有意义。但它作为编程语言的模型非常有用,您可以在其中编写递归计算 - 尽管它们可能永远不会终止。

代表逻辑。如果要在程序中表示逻辑公式,那么您可能希望将公式的表示与推理分开。这最好用函数式语言(比如F#)完成,但你也可以在C#中完成(只需要输入更多内容)。公式的F#表示如下:

type Formula = 
  | Variable of string
  | Negation of Formula 
  | Implies of Formula * Formula

这个想法是公式是一个变量(命名)或另一个公式的否定或一个公式暗示另一个公式的含义。在C#中,您可以表示与类层次结构相同的东西(使用Formula作为基类和三个派生类。)

然后可以将您的推理实现为操纵公式的方法。在F#中,使用模式匹配可以很容易地完成。在C#中,您可能需要使用类型测试来编写代码来检查参数是否为Variable(然后执行某些操作......);如果争论是Negation(然后做某事......)等


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丢弃IConvertible

让我们从'简单部分'开始:放下IConvertible。您需要它的原因是因为您希望此代码适用于所有类型,这意味着您不能总是影响它具有某个成员(Implies)。你想要做的是他们在C ++中所称的:模板专业化,但遗憾的是在C#中不可用(但是?):

    static bool Implies<T>(T premise, T conclusion) where T : IConvertible
    {
        var x = premise.ToUInt64(null);
        return x == (x & conclusion.ToUInt64(null));
    }

    static bool Implies<T>(T premise, T conclusion) where T : Foobar
    {
    // other fancy logic
    }

// and so on

解决这个问题的最简单方法是使用多方法。您可以使用'dynamic'关键字:

public partial class Implications
{
    internal static bool CheckImplies<T>(T lhs, T rhs)
    {
        return Implies((dynamic)lhs, (dynamic)rhs);
    }

    public static bool Implies(int lhs, int rhs)
    {
        return lhs == (lhs & rhs);
    }
    // your other implies thingies implement this same partial class
}

public static partial class LogicExtensions
{
    public static bool Implies<T>(this T premise, T conclusion, Paradox<T> predicate = null)
    {
        if (null == predicate)
            return conclusion.Infers(premise, Implies);

        if (Infers != predicate)
            return predicate(premise, conclusion);

        return Implications.CheckImplies(premise, conclusion);
    }

    public static bool Infers<T>(this T premise, T conclusion, Paradox<T> predicate = null)
    {
        if (null == predicate)
            return premise.Implies(conclusion, Infers);

        if (Implies != predicate)
            return predicate(premise, conclusion);

        return Implications.CheckImplies(premise, conclusion);
    }
}

如果你有一个'第三'方法,你可以简单地调用它

我一直在寻找奇怪的递归定义几分钟而且它对我来说真的没有意义......如果你还有第三个辅助方法,为什么不直接调用呢? :-)

    public static bool Implies<T>(this T premise, T conclusion)
    {
        return Implications.CheckImplies(premise, conclusion);
    }

    public static bool Infers<T>(this T premise, T conclusion)
    {
        return Implications.CheckImplies(conclusion, premise);
    }

不是(不是(T))问题

虽然上面对我来说没有多大意义,但我觉得使用类型系统和语言来帮助你有点合理是完全合理的。嗯,当然你可以做到这一点,这就是我会这样做... :-)

让我们介绍一个带有泛型的'Not'类:

public class Not<T>
{
    public Not(T val)
    {
        this.not = val;
    }
    internal T not;
}

如果我们在这里有一个Not>情况,我们想给 - 否则,我们想直接使用。好吧,我们可以通过一些扩展很容易做到这一点:

    public static T Optimize<T>(this Not<Not<T>> var)
    {
        return Optimize(var.not.not);
    }

    public static T Optimize<T>(this T var)
    {
        return var;
    }

要测试它,你可以做类似的事情:

    var val = new Not<Not<int>>(new Not<int>(2));
var result = val.Optimize();

这是有效的,因为重载决策将选择正确的Optimize调用,这确保您将Not >>>>优化为T值等等。

它也有效,因为我们将'Not'包装在一个包装类中,然后使用类型系统来获得优势。

回到原来的问题

而不是直接评估'Implies'和'推断',为什么不使用临时对象来做​​你的邪恶工作。您可以使用运算符重载(精确的隐式转换)来指定Implies和Infers的关联方式。唯一的问题是它有扩展方法的限制。

然后,C#运算符重载将选择最佳匹配方法。在第一种情况下,这将是完全匹配,在第二种情况下,将隐式转换方法,然后将调用Evaluate。换句话说,它不会叠加溢出,只是因为它会使其评估变得懒惰。准备好代码? :-)

public class Implies<T>
{
    public Implies(T premise, T conclusion)
    {
        this.premise = premise;
        this.conclusion = conclusion;
    }

    public T premise;
    public T conclusion;

    public static implicit operator Infers<T>(Implies<T> src)
    {
        return new Infers<T>(src.conclusion, src.premise);
    }
}

public class Infers<T>
{
    public Infers(T premise, T conclusion)
    {
        this.premise = premise;
        this.conclusion = conclusion;
    }

    public T premise;
    public T conclusion;

    public static implicit operator Implies<T>(Infers<T> src)
    {
        return new Implies<T>(src.conclusion, src.premise);
    }
}

public static partial class LogicExtensions
{
    public static Implies<T> Implies<T>(this T premise, T conclusion)
    {
        return new Implies<T>(premise, conclusion);
    }

    public static Infers<T> Infers<T>(this T premise, T conclusion)
    {
        return new Infers<T>(premise, conclusion);
    }
}

public class Foo
{
    // The things you wish to implement :-)
    public static bool Evaluate(Implies<int> impl)
    {
        return impl.premise == (impl.conclusion & impl.premise);
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        Implies<int> impl= 0.Implies(2); // will be called directly
        Infers<int> impl2 = 0.Infers(2); // will be converted

        Console.WriteLine("Res: {0} {1}", Evaluate(impl), Evaluate(impl2));

        Console.ReadLine();
    }
}
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