java - 关于实数的推理

Question

我正在尝试将 OpenJML 与 Z3 结合使用，我正在尝试推理 double 或 float 值:

class Test {

  //@ requires b > 0;
  void a(double b) {
  }

  void b() {
    a(2.4);
  }
}

我已经发现 OpenJML 使用 AUFLIA 作为默认逻辑，它不支持 reals。我现在正在使用 AUFNIRA。

很遗憾，该工具无法证明这个类:

→ java -jar openjml.jar -esc -prover z3_4_3 -exec ./z3 Test.java -noInternalSpecs -logic AUFNIRA

Test.java:8: warning: The prover cannot establish an assertion (Precondition: Test.java:3: ) in method b
    a(2.4);
     ^
Test.java:3: warning: Associated declaration: Test.java:8: 
  //@ requires b > 0;
      ^
2 warnings

这是为什么？

Answer 1

当涉及 double 时，SMT 转换(用作 z3 的输入)似乎有问题。在下面的程序 B 中，它使用 double 而不是整数，调用或前置条件的常量永远不会被翻译成 SMT。

这是 openjml 的错误，而不是 z3 - 因为 z3 需要 (define-fun _JML__tmp3 () Real 2345.0) 可以使用(参见程序 A 的详细输出)，但 openjml 永远不会生成它。一般情况下，floating point support seems to be buggy .

程序 A(带整数):

class Test {
    //@ requires b > 1234;
    void a(int b) { }
    void z() { a(2345); }
}

输出(使用 -verbose | grep 234 运行，以搜索详细输出中提及的 1234 或 2345):

  // requires b > 1234; 
Pre_1 = b > 1234;
    // requires b > 1234; 
    assume Assignment Pre_1_0_21___4 == b_55 > 1234;
(assert (= BL_58bodyBegin_2 (=> (= _JML___exception_49_49___1 NULL) (=> (= _JML___termination_49_49___2 0) (=> (distinct THIS NULL) (=> (or (= THIS NULL) (and (and (distinct THIS NULL) (javaSubType (javaTypeOf THIS) T_Test)) (jmlSubType (jmlTypeOf THIS) JMLT_Test))) (=> (and (<= (- 2147483648) b_55) (<= b_55 2147483647)) (=> (select _isalloc___0 THIS) (=> (= (select _alloc___0 THIS) 0) (=> (= Pre_1_0_21___3 false) (=> (= Pre_1_0_21___4 (> b_55 1234)) (=> Pre_1_0_21___4 BL_49_AfterLabel_3))))))))))))
a(2345);
    // a(2345)
    int _JML__tmp3 = 2345;
    boolean _JML__tmp6 = _JML__tmp3 > 1234;
    // a(2345)
    int _JML__tmp3 = 2345
    boolean _JML__tmp6 = _JML__tmp3 > 1234
(define-fun _JML__tmp3 () Int 2345)
(define-fun _JML__tmp6 () Bool (> _JML__tmp3 1234))

结果:

EXECUTION
Proof result is unsat
Method checked OK
[total 427ms]    

节目 B( double ):

class Test {
    //@ requires b > 1234.0;
    void a(double b) { }
    void z() { a(2345.0); }
}

输出(使用 -verbose | grep 234 运行，以搜索详细输出中提及的 1234.0 或 2345.0):

// requires b > 1234.0; 
Pre_1 = b > 1234.0;
    // requires b > 1234.0; 
    assume Assignment Pre_1_0_29___4 == b_72 > 1234.0;
a(2345.0);
    // a(2345.0)
    double _JML__tmp3 = 2345.0;
    boolean _JML__tmp6 = _JML__tmp3 > 1234.0;
    // a(2345.0)
    double _JML__tmp3 = 2345.0
    boolean _JML__tmp6 = _JML__tmp3 > 1234.0
        void z() { a(2345.0); }
        //@ requires b > 1234.0;
Test.java:4:    a(2345.0)
            VALUE: 2345.0    === 0.0

结果:

EXECUTION
Proof result is sat
Some assertion is not valid
Test.java:4: warning: The prover cannot establish an assertion (Precondition: Test.java:2: ) in method z
        void z() { a(2345.0); }
                    ^
Test.java:2: warning: Associated declaration: Test.java:4: 
        //@ requires b > 1234.0;
            ^