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[lambda.git] / code / lambda.js
diff --git a/code/lambda.js b/code/lambda.js
deleted file mode 100644 (file)
index 83ae7c4..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,634 +0,0 @@
-/*jslint bitwise: true,
-    eqeqeq: true,
-    immed: true,
-    newcap: true,
-    nomen: true,
-    onevar: true,
-    plusplus: true,
-    regexp: true,
-    rhino: true,
-    browser: false,
-    undef: true,
-    white: true,
-
-    evil: false,
-    regexp: false,
-    sub: true,
-    laxbreak: true,
-    onevar: false,
-    debug: true */
-
-
-// DeBruijn terms
-// substitution and translation algorithms from Chris Hankin, An Introduction to Lambda Calculi for Comptuer Scientists
-//
-function Db_free(variable) {
-    this.variable = variable;
-    this.subst = function (m, new_term) {
-        return this;
-    };
-    this.renumber = function (m, i) {
-        return this;
-    };
-    // we assume that other will have variable iff it's a Db_free
-    this.equal = function (other) {
-        return other.variable && this.variable.equal(other.variable);
-    };
-    this.contains = this.equal;
-}
-
-function Db_index(i) {
-    this.index = i;
-    this.subst = function (m, new_term) {
-        if (this.index < m) {
-            return this;
-        } else if (this.index > m) {
-            return new Db_index(this.index - 1);
-        } else {
-            return new_term.renumber(this.index, 1);
-        }
-    };
-    this.renumber = function (m, i) {
-        if (this.index < i) {
-            return this;
-        } else {
-            return new Db_index(this.index + m - 1);
-        }
-    };
-    // we assume that other will have index iff it's a Db_index
-    this.equal = function (other) {
-        return this.index === other.index;
-    };
-    this.contains = this.equal;
-}
-
-function Db_app(left, right) {
-    this.left = left;
-    this.right = right;
-    this.subst = function (m, new_term) {
-        return new Db_app(this.left.subst(m, new_term), this.right.subst(m, new_term));
-    };
-    this.renumber = function (m, i) {
-        return new Db_app(this.left.renumber(m, i), this.right.renumber(m, i));
-    };
-    // we assume that other will have left iff it's a Db_app
-    this.equal = function (other) {
-        return other.left && this.left.equal(other.left) && this.right.equal(other.right);
-    };
-    this.contains = function (other) {
-        if (other.left && this.left.equal(other.left) && this.right.equal(other.right)) {
-            return true;
-        } else {
-            return this.left.contains(other) || this.right.contains(other);
-        }
-    };
-}
-
-function Db_lam(body) {
-    this.body = body;
-    this.subst = function (m, new_term) {
-        return new Db_lam(this.body.subst(m + 1, new_term));
-    };
-    this.renumber = function (m, i) {
-        return new Db_lam(this.body.renumber(m, i + 1));
-    };
-    // we assume that other will have body iff it's a Db_lam
-    this.equal = function (other) {
-        return other.body && this.body.equal(other.body);
-    };
-    this.contains = function (other) {
-        if (other.body && this.body.equal(other.body)) {
-            return true;
-        } else {
-            return this.body.contains(other);
-        }
-    };
-}
-
-
-// lambda terms
-// substitution and normal-order evaluator based on Haskell version by Oleg Kisleyov
-// http://okmij.org/ftp/Computation/lambda-calc.html#lambda-calculator-haskell
-//
-function Variable(name, tag) {
-    this.name = name;
-    this.tag = tag || 0;
-    this.to_string = function () {
-        // append count copies of str to accum
-//         function markup(accum, count) {
-//             if (count === 0) {
-//                 return accum;
-//             } else {
-//                 return markup(accum + "'", count - 1);
-//             }
-//         }
-//         return markup(this.name, this.tag);
-               var s = this.name;
-               for (var count = 0; count < this.tag; count += 1) {
-                       s += "'";
-               }
-               return s;
-    };
-    this.equal = function (other) {
-        return (this.tag === other.tag) && (this.name === other.name);
-    };
-    // position of this in seq
-    this.position = function (seq) {
-        for (var i = 0; i < seq.length; i += 1) {
-            if (this.equal(seq[i])) {
-                return new Db_index(i + 1);
-            }
-        }
-        return new Db_free(this);
-    };
-}
-
-// if v occurs free_in term, returns Some v' where v' is the highest-tagged
-// variable with the same name as v occurring (free or bound) in term
-//
-function free_in(v, term) {
-    var res = term.has_free(v);
-    return res[0] && res[1];
-}
-
-function subst(v, new_term, expr) {
-    if (new_term.variable && new_term.variable.equal(v)) {
-        return expr;
-    } else {
-        return expr.subst(v, new_term);
-    }
-}
-
-function equal(expr1, expr2) {
-    return expr1.debruijn([]).equal(expr2.debruijn([]));
-}
-
-function contains(expr1, expr2) {
-    return expr1.debruijn([]).contains(expr2.debruijn([]));
-}
-
-
-function Lambda_var(variable) {
-    this.variable = variable;
-    this.debruijn = function (seq) {
-        return this.variable.position(seq);
-    };
-    this.to_string = function (as_atom) {
-        return this.variable.to_string();
-    };
-    this.has_free = function (v) {
-        if (v.name !== this.variable.name) {
-            return [false, v];
-        } else if (v.tag === this.variable.tag) {
-            return [true, v];
-        } else {
-            return [false, this.variable];
-        }
-    };
-    this.subst = function (v, new_term) {
-        if (this.variable.equal(v)) {
-            return new_term;
-        } else {
-            return this;
-        }
-    };
-    this.check_eta = function () {
-        return this;
-    };
-    this.eval_loop = function (stack, eta) {
-        function unwind(left, stack) {
-//             if (stack.length === 0) {
-//                 return left;
-//             } else {
-//                 var x = stack[0];
-//                 var xs = stack.slice(1);
-//                 return unwind(new Lambda_app(left, x.eval_loop([], eta)), xs);
-//             }
-                       var res = left, x;
-                       while (stack.length) {
-                               x = stack.shift();
-                               // res = new Lambda_app(res, x.eval_loop([], eta));
-                               res = new Lambda_app(res, reduce(x, eta, false));
-                       }
-                       return res;
-        }
-        // return unwind(this, stack);
-               // trampoline to, args
-               return [null, unwind(this, stack)];
-    };
-    this.eval_cbv = function (aggressive) {
-        return this;
-    };
-}
-
-function Lambda_app(left, right) {
-    this.left = left;
-    this.right = right;
-    this.debruijn = function (seq) {
-        return new Db_app(this.left.debruijn(seq), this.right.debruijn(seq));
-    };
-    this.to_string = function (as_atom) {
-        var base;
-        if (this.left.left) {
-            base = this.left.to_string() + " " + this.right.to_string(true);
-        } else {
-            base = this.left.to_string(true) + " " + this.right.to_string(true);
-        }
-        if (as_atom) {
-            return "(" + base + ")";
-        } else {
-            return base;
-        }
-    };
-    this.has_free = function (v) {
-        var left_res = this.left.has_free(v);
-        var right_res = this.right.has_free(v);
-        var left_bool = left_res[0];
-        var right_bool = right_res[0];
-        var left_tag = left_res[1].tag;
-        var right_tag = right_res[1].tag;
-        var res;
-        if (left_tag > right_tag) {
-            res = left_res[1];
-        } else {
-            res = right_res[1];
-        }
-        return [left_bool || right_bool, res];
-    };
-    this.subst = function (v, new_term) {
-        return new Lambda_app(subst(v, new_term, this.left), subst(v, new_term, this.right));
-    };
-    this.check_eta = function () {
-        return this;
-    };
-    this.eval_loop = function (stack, eta) {
-        var new_stack = stack.slice(0);
-        new_stack.unshift(this.right);
-        // return this.left.eval_loop(new_stack, eta);
-               // trampoline to, args
-               return [this.left, new_stack, eta];
-    };
-    this.eval_cbv = function (aggressive) {
-        var left = this.left.eval_cbv(aggressive);
-        var right = this.right.eval_cbv(aggressive);
-        if (left.body) {
-            return subst(left.bound, right, left.body).eval_cbv(aggressive);
-        } else {
-            return new Lambda_app(left, right);
-        }
-    };
-}
-
-
-//     (* if v occurs free_in term, returns Some v' where v' is the highest-tagged
-//      * variable with the same name as v occurring (free or bound) in term *)
-
-
-function Lambda_lam(variable, body) {
-    this.bound = variable;
-    this.body = body;
-    this.debruijn = function (seq) {
-        var new_seq = seq.slice(0);
-        new_seq.unshift(this.bound);
-        return new Db_lam(this.body.debruijn(new_seq));
-    };
-    this.to_string = function (as_atom) {
-        var base = "\\" + this.to_dotted();
-        if (as_atom) {
-            return "(" + base + ")";
-        } else {
-            return base;
-        }
-    };
-    this.to_dotted = function () {
-        if (this.body.to_dotted) {
-            return this.bound.to_string() + " " + this.body.to_dotted();
-        } else {
-            return this.bound.to_string() + ". " + this.body.to_string();
-        }
-    };
-    this.has_free = function (v) {
-        if (this.bound.equal(v)) {
-            return [false, v];
-        } else {
-            return this.body.has_free(v);
-        }
-    };
-    this.subst = function (v, new_term) {
-        function bump_tag(v1, v2) {
-            var max;
-            if (v1.tag > v2.tag) {
-                max = v1.tag;
-            } else {
-                max = v2.tag;
-            }
-            return new Variable(v1.name, max + 1);
-        }
-        function bump_tag2(v1, v2) {
-            if (v1.name !== v2.name) {
-                return v1;
-            } else {
-                return bump_tag(v1, v2);
-            }
-        }
-        if (this.bound.equal(v)) {
-            return this;
-        } else {
-            var res = free_in(this.bound, new_term);
-            // if x is free in the inserted term new_term, a capture is possible
-            if (res) {
-                // this.bound is free in new_term, need to alpha-convert
-                var uniq_x = bump_tag2(bump_tag(this.bound, res), v);
-                var res2 = free_in(uniq_x, this.body);
-                if (res2) {
-                    uniq_x = bump_tag(uniq_x, res2);
-                }
-                var body2 = subst(this.bound, new Lambda_var(uniq_x), this.body);
-                return new Lambda_lam(uniq_x, subst(v, new_term, body2));
-            } else {
-                // this.bound not free in new_term, can substitute new_term for v without any captures
-                return new Lambda_lam(this.bound, subst(v, new_term, this.body));
-            }
-        }
-    };
-    this.check_eta = function () {
-        if (this.body.right && this.body.right.variable && this.bound.equal(this.body.right.variable) && !free_in(this.bound, this.body.left)) {
-            return this.body.left;
-        } else {
-            return this;
-        }
-    };
-    this.eval_loop = function (stack, eta) {
-        if (stack.length === 0) {
-                       // var term = new Lambda_lam(this.bound, this.body.eval_loop([], eta));
-                       var term = new Lambda_lam(this.bound, reduce(this.body, eta, false));
-                       if (eta) {
-                               return [null, term.check_eta()];
-                       } else {
-                               return [null, term];
-                       }
-        } else {
-            var x = stack[0];
-            var xs = stack.slice(1);
-            // return subst(this.bound, x, this.body).eval_loop(xs, eta);
-                       // trampoline to, args
-                       return [subst(this.bound, x, this.body), xs, eta];
-        }
-    };
-    this.eval_cbv = function (aggressive) {
-        if (aggressive) {
-            return new Lambda_lam(this.bound, this.body.eval_cbv(aggressive));
-        } else {
-            return this;
-        }
-    };
-    this.to_int = function (sofar) {
-//         if (this.body.body && this.body.body.variable && this.body.bound.equal(this.body.body.variable)) {
-//             return 0 + sofar;
-//         } else if (this.body.variable && this.bound.equal(this.body.variable)) {
-//             return 1 + sofar;
-//         } else if (this.body.body && this.body.body.left && this.body.body.left.variable && this.bound.equal(this.body.body.left.variable)) {
-//             var new_int = new Lambda_lam(this.bound, new Lambda_lam(this.body.bound, this.body.body.right));
-//             return new_int.to_int(1 + sofar);
-//         } else {
-//             return "not a church numeral";
-//         }
-               var res = 0, s = this.bound, z, cursor;
-               if (this.body.variable && s.equal(this.body.variable)) {
-                       return 1;
-               } else if (this.body.bound) {
-                       z = this.body.bound;
-                       cursor = this.body.body;
-                       while (cursor.left && cursor.left.variable && s.equal(cursor.left.variable)) {
-                               res += 1;
-                               cursor = cursor.right;
-                       }
-                       if (cursor.variable && z.equal(cursor.variable)) {
-                               return res;
-                       }
-               }
-               return "not a church numeral";
-    };
-}
-
-
-
-///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-
-// cbv is false: use call-by-name
-// cbv is 1: use call-by-value, don't descend inside lambda
-// cbv is 2: applicative order
-function reduce(expr, eta, cbv) {
-    if (cbv) {
-        return expr.eval_cbv(cbv > 1);
-    } else {
-        // return expr.eval_loop([], eta);
-               // using trampoline to reduce call stack overflows
-               var to_eval = expr, res = [[], eta];
-               while (to_eval !== null) {
-                       res = to_eval.eval_loop.apply(to_eval, res);
-                       to_eval = res.shift();
-               }
-               return res[0];
-    }
-}
-
-function make_var(name) {
-    return new Variable(name);
-}
-function make_app(aa, bb) {
-    return new Lambda_app(aa, bb);
-}
-function make_lam(a, aa) {
-    return new Lambda_lam(a, aa);
-}
-
-try {
-    if (console && console.debug) {
-        function print() {
-            console.debug.apply(this, arguments);
-        }
-    }
-} catch (e) {}
-
-
-
-
-/* Chris's original
-
-// Basic data structure, essentially a LISP/Scheme-like cons
-// pre-terminal nodes are expected to be of the form new cons(null, "string")
-function cons(car, cdr) {
-  this.car = car;
-  this.cdr = cdr;
-}
-
-// takes a stack of symbols, returns a pair: a tree and the remaining symbols
-function parse(split) {
-  if (split == null) return (new cons (null, null));
-  if (split.length == 0) return (new cons (null, null));
-  var token = split.shift();
-  if (token == ")") return (new cons (null, split));
-  var next = parse(split);
-  if (token == "(") {
-       var nextnext = parse(next.cdr);
-       return (new cons ((new cons (next.car, nextnext.car)),
-                                         nextnext.cdr));
-  }
-  return (new cons ((new cons ((new cons (null, token)),
-                                                          next.car)),
-                                       next.cdr))
-}
-
-// substitute arg in for v in tree
-function sub(tree, v, arg) {
-  if (tree == null) return (null);
-  if (tree.car == null) if (tree.cdr == v) return (arg);
-  if (tree.car == null) return (tree);
-
-  // perform alpha reduction to prevent variable collision
-  if (isBindingForm(tree)) 
-       return (new cons (tree.car, 
-                                         sub(sub(tree.cdr,         // inner sub = alpha reduc.
-                                                         tree.cdr.car.cdr, 
-                                                         fresh(tree.cdr.car.cdr)),
-                                                 v,
-                                                 arg)));
-
-  return (new cons ((sub (tree.car, v, arg)),
-                                       (sub (tree.cdr, v, arg))))
-}
-
-// Guaranteed unique for each call as long as string is not empty.
-var i = 0;
-function fresh(string) {
-  i = i+1;
-  if (typeof(string) != "string") return (string);
-  return (new cons (null,  
-                                       string.substring(0,1) + (i).toString()));
-}
-
-// Keep reducing until there is no more change
-function fixedPoint (tree) {
-  var t2 = reduce(tree);
-  if (treeToString(tree) == treeToString(t2)) return (tree);
-  return (fixedPoint (t2));
-}
-
-// Reduce all the arguments, then try to do beta conversion on the whole
-function reduce(tree) {
-  if (tree == null) return (tree);
-  if (typeof(tree) == "string") return (tree);
-  return (convert (new cons (reduce (tree.car), mapReduce (tree.cdr))));
-}
-
-// Reduce all the arguments in a list
-function mapReduce(tree) {
-  if (tree == null) return (tree);
-  if (tree.car == null) return (tree);
-  return (new cons (reduce (tree.car), mapReduce(tree.cdr )));
-}
-
-// If the list is of the form ((lambda var body) arg), do beta reduc.
-function convert(tree) {
-       if (isLet(tree)) {
-         return (sub(tree.cdr.car, tree.car.cdr.car.cdr, tree.car.cdr.cdr.car));}
-       else 
-         if (isConvertable(tree)) {
-               return (sub(tree.car.cdr.cdr.car, tree.car.cdr.car.cdr, tree.cdr.car));}
-         else return(tree);
-} 
-
-// Is of form ((let var arg) body)?
-function isLet(tree) {
-  if (tree == null) return (false);
-  if (!(isBindingForm(tree.car))) return (false);
-  if (tree.car.car.cdr != "let") return (false);
-  if (tree.cdr == null) return (false);
-  if (tree.cdr.car == null) return (false);
-  return(true);
-}  
-
-// Is of form ((lambda var body) arg)?
-function isConvertable(tree) {
-  if (tree == null) return (false);
-  if (!(isBindingForm(tree.car))) return (false);
-  if (tree.car.car.cdr != "lambda") return (false);
-  if (tree.cdr == null) return (false);
-  if (tree.cdr.car == null) return (false);
-  return(true);
-}  
-
-// Is of form (lambda var body)?
-function isBindingForm(tree) {
-  if (tree == null) return (false);
-  if (tree.car == null) return (false);
-  if (tree.car.car != null) return (false);
-  if ((tree.car.cdr != "lambda") 
-         && (tree.car.cdr != "let")
-         && (tree.car.cdr != "exists")
-         && (tree.car.cdr != "forall")
-         && (tree.car.cdr != "\u03BB")
-         && (tree.car.cdr != "\u2200")
-         && (tree.car.cdr != "\u2203")
-        )
-       return (false);
-  if (tree.car.cdr == null) return (false);
-  if (tree.cdr.car == null) return (false);
-  if (tree.cdr.car.car != null) return (false);
-  if (tree.cdr.cdr == null) return (false);
-  return (true);
-}
-
-function treeToString(tree) {
-  if (tree == null) return ("")
-  if (tree.car == null) return (tree.cdr)
-  if ((tree.car).car == null) 
-       return (treeToString(tree.car) + " " + treeToString(tree.cdr))
-  return ("(" + treeToString(tree.car) + ")" + treeToString(tree.cdr))
-}
-
-// use this instead of treeToString if you want to see the full structure
-function treeToStringRaw(tree) {
-  if (tree == null) return ("@")
-  if (typeof(tree) == "string") return (tree);
-  return ("(" + treeToStringRaw(tree.car) + "." + 
-                               treeToStringRaw(tree.cdr) + ")")
-}
-
-// Make sure each paren will count as a separate token
-function stringToTree(input) {
-  input = input.replace(/let/g, " ( ( let ");
-  input = input.replace(/=/g, " ");
-  input = input.replace(/in/g, " ) ");
-  input = input.replace(/\(/g, " ( ");
-  input = input.replace(/\)/g, " ) ");
-  input = input.replace(/;.*\n/g," ");
-  input = input.replace(/\^/g, " ^ ");
-  input = input.replace(/[\\]/g, " lambda ");
-  input = input.replace(/\u03BB/g, " lambda ");
-  return ((parse(input.split(/[ \f\n\r\t\v]+/))).car)
-}
-
-// Adjust spaces to print pretty
-function formatTree(tree) {
-  output = treeToStringRaw (tree);
-  output = output.replace(/^[ \f\n\r\t\v]+/, "");
-  output = output.replace(/[ \f\n\r\t\v]+$/, "");
-  output = output.replace(/[ \f\n\r\t\v]+\)/g, ")");
-  output = output.replace(/\)([^)(])/g, ") $1");
-  output = output.replace(/lambda/g, "\\");
-//  output = output.replace(/lambda/g, "\u03BB");
-//  output = output.replace(/exists/g, "\u2203");
-//  output = output.replace(/forall/g, "\u2200");
-  return (output)
-}
-
-function mytry(form) { 
-  i = 0;
-  form.result.value = formatTree((stringToTree(form.input.value)));
-  // form.result.value = formatTree(fixedPoint(stringToTree(form.input.value)));
-}
-
-*/
-