assignment7 tweaks
authorJim Pryor <profjim@jimpryor.net>
Sat, 20 Nov 2010 14:09:45 +0000 (09:09 -0500)
committerJim Pryor <profjim@jimpryor.net>
Sat, 20 Nov 2010 14:09:45 +0000 (09:09 -0500)
Signed-off-by: Jim Pryor <profjim@jimpryor.net>
assignment7.mdwn
hints/assignment_7_hint_2.mdwn
hints/assignment_7_hint_3.mdwn
hints/assignment_7_hint_4.mdwn
hints/assignment_7_hint_5.mdwn
hints/assignment_7_hint_6.mdwn
index.mdwn

index 0d5d45a..9f83b00 100644 (file)
@@ -1,3 +1,4 @@
+**The hints for problem 2 were being actively developed until early Saturday morning. They're pretty stable now. Remember you have a grace period until Sunday Nov. 28 to complete this homework.**
 
 1. Make sure that your operation-counting monad from [[assignment6]] is working. Modify it so that instead of counting operations, it keeps track of the last remainder of any integer division. You can help yourself to the functions:
 
index 02f3b15..9c1079c 100644 (file)
@@ -20,9 +20,9 @@
 
        Since `dpm`s are to be a monad, we have to define a unit and a bind. These are just modeled on the unit and bind for the state monad:
 
-               let unit_dpm (x : 'a) = fun (r, h) -> (x, r, h);;
+               let unit_dpm (value : 'a) : 'a dpm = fun (r, h) -> (value, r, h);;
 
-               let bind_dpm (u : 'a dpm) (f : 'a -> 'b dpm) =
+               let bind_dpm (u : 'a dpm) (f : 'a -> 'b dpm) : 'b dpm =
                        fun (r, h) ->
                                let (a, r', h') = u (r, h)
                                in let u' = f a
index bfac14e..cbcc5a0 100644 (file)
@@ -9,8 +9,8 @@
 
                type 'a set = 'a list;;
                let empty_set : 'a set = [];;
-               let unit_set (x: 'a) : 'a set = [x];;
-               let bind_set (u: 'a set) (f: 'a -> 'b set) =
+               let unit_set (value: 'a) : 'a set = [value];;
+               let bind_set (u: 'a set) (f: 'a -> 'b set) : 'b set =
                        List.concat (List.map f u);;
 
 
 
        >       \[[expression]] in possibility `(r, h, w)`
 
-       we'll just talk about \[[expression]] and let that be a monadic value, implemented in part by a function that takes `(r, h)` as an argument.
+       we'll just talk about \[[expression]] and let that be a monadic operation, implemented in part by a function that takes `(r, h)` as an argument.
+
+       In particular, the meaning of sentential clauses will be an operation that we monadically bind to an existing `bool dpm set`. Here is its type:
+
+               type clause = bool dpm -> bool dpm set;;
 
 *      In def 2.7, GS&V talk about an operation that takes an existing set of discourse possibilities, and *extends* each member in the set by (i) allocating a new location in the store, (ii) putting some entity `d` from the domain in that location, and (iii) assigning variable `x` to that location in the store.
 It will be useful to have a shorthand way of referring to this operation:
 
-               let new_peg_and_assign (var_to_bind : char) (d : entity) =
-                       (* we want to return a function that we can bind to a bool dpm *)
-                       fun (truth_value : bool) ->
-                               fun ((r, h) : assignment * store) ->
+               (* we want to return a function that we can bind to a bool dpm *)
+               let new_peg_and_assign (var_to_bind : char) (d : entity) : bool -> bool dpm =
+                       fun truth_value ->
+                               fun (r, h) ->
                                        (* first we calculate an unused index *)
                                        let new_index = List.length h
                                        (* next we store d at h[new_index], which is at the very end of h *)
@@ -45,7 +49,7 @@ It will be useful to have a shorthand way of referring to this operation:
                                        in let r' = fun var ->
                                                if var = var_to_bind then new_index else r var
                                        (* we pass through the same truth_value that we started with *)
-                                       in (truth_value, r', h')
+                                       in (truth_value, r', h');;
 
 *      Is that enough? If not, here are some [more hints](/hints/assignment_7_hint_4). But try to get as far as you can on your own.
 
index cef5773..c6a5995 100644 (file)
@@ -32,7 +32,7 @@
 
        Well, we already know that \[[x]] will be a kind of computation that takes an assignment function `r` and store `h` as input. It will look up the entity that those two together associate with the variable `x`. So we can treat \[[x]] as an `entity dpm`. We don't worry here about sets of `dpm`s; we'll leave that to our predicates to interface with. We'll just make \[[x]] be a single `entity dpm`. So what we want is:
 
-               let getx = fun (r, h) ->
+               let getx : entity dpm = fun (r, h) ->
                        let obj = List.nth h (r 'x')
                        in (obj, r, h);;
 
index a0ac32a..120c1fd 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 
 *      How shall we handle \[[&exist;x]]? As we said, GS&V really tell us how to interpret \[[&exist;xPx]], but what they say about this breaks naturally into two pieces, such that we can represent the update of our starting set `u` with \[[&exist;xPx]] as:
 
-       <pre><code>u >>=<sub>set</sub> \[[&exist;x]] >>=<sub>set</sub> \[[Px]]
+       <pre><code>u >>= \[[&exist;x]] >>= \[[Px]]
        </code></pre>
 
        What does \[[&exist;x]] need to be here? Here's what they say, on the top of p. 13:
        Deferring the "property P" part, this corresponds to:
 
        <pre><code>u updated with \[[&exist;x]] &equiv;
-               let extend_one = fun (one_dpm : bool dpm) ->
+               let extend_one : clause = fun one_dpm ->
                        List.map (fun d -> bind_dpm one_dpm (new_peg_and_assign 'x' d)) domain
                in bind_set u extend_one
        </code></pre>
 
        where `new_peg_and_assign` is the operation we defined in [hint 3](/hints/assignment_7_hint_3):
 
-               let new_peg_and_assign (var_to_bind : char) (d : entity) =
-                       (* we want to return a function that we can bind to a bool dpm *)
-                       fun (truth_value : bool) ->
-                               fun ((r, h) : assignment * store) ->
+               let new_peg_and_assign (var_to_bind : char) (d : entity) : bool -> bool dpm =
+                       fun truth_value ->
+                               fun (r, h) ->
                                        (* first we calculate an unused index *)
                                        let new_index = List.length h
                                        (* next we store d at h[new_index], which is at the very end of h *)
@@ -35,7 +34,7 @@
                                        in let r' = fun var ->
                                                if var = var_to_bind then new_index else r var
                                        (* we pass through the same truth_value that we started with *)
-                                       in (truth_value, r', h')
+                                       in (truth_value, r', h');;
        
        What's going on in this representation of `u` updated with \[[&exist;x]]? For each `bool dpm` in `u`, we collect `dpm`s that are the result of passing through their `bool`, but extending their input `(r, h)` by allocating a new peg for entity `d`, for each `d` in our whole domain of entities, and binding the variable `x` to the index of that peg.
 
                type assignment = char -> entity;;
                type 'a reader = assignment -> 'a;;
 
-               let unit_reader (x : 'a) = fun r -> x;;
+               let unit_reader (value : 'a) : 'a reader = fun r -> value;;
 
-               let bind_reader (u : 'a reader) (f : 'a -> 'b reader) =
+               let bind_reader (u : 'a reader) (f : 'a -> 'b reader) : 'b reader =
                        fun r ->
                                let a = u r
                                in let u' = f a
                                in u' r;;
 
-               let getx = fun r -> r 'x';;
+       Here the type of a sentential clause is:
+
+               type clause = bool reader;;
+
+       Here are meanings for singular terms and predicates:
 
-               let lift (predicate : entity -> bool) =
+               let getx : entity reader = fun r -> r 'x';;
+
+               type lifted_unary = entity reader -> bool reader;;
+
+               let lift (predicate : entity -> bool) : lifted_unary =
                        fun entity_reader ->
                                fun r ->
                                        let obj = entity_reader r
                                        in unit_reader (predicate obj)
 
-       `lift predicate` converts a function of type `entity -> bool` into one of type `entity reader -> bool reader`. The meaning of \[[Qx]] would then be:
+       The meaning of \[[Qx]] would then be:
 
        <pre><code>\[[Q]] &equiv; lift q
        \[[x]] &equiv; getx
 
        Recall also how we defined \[[lambda x]], or as [we called it before](/reader_monad_for_variable_binding), \\[[who(x)]]:
 
-               let shift (var_to_bind : char) (clause : bool reader) =
-                       (* we return a lifted predicate, that is a entity reader -> bool reader *)
+               let shift (var_to_bind : char) (clause : clause) : lifted_unary =
                        fun entity_reader ->
-                               fun (r : assignment) ->
+                               fun r ->
                                        let new_value = entity_reader r
                                        (* remember here we're implementing assignments as functions rather than as lists of pairs *)
                                        in let r' = fun var -> if var = var_to_bind then new_value else r var
 
        Now, how would we implement quantifiers in this setting? I'll assume we have a function `exists` of type `(entity -> bool) -> bool`. That is, it accepts a predicate as argument and returns `true` if any element in the domain satisfies that predicate. We could implement the reader-monad version of that like this:
 
-               fun (lifted_predicate : entity reader -> bool reader) ->
+               fun (lifted_predicate : lifted_unary) ->
                        fun r -> exists (fun (obj : entity) ->
                                lifted_predicate (unit_reader obj) r)
                        
index 740eba2..a371b21 100644 (file)
@@ -5,42 +5,43 @@
 
        where `i` *subsists* in <code>s[&phi;]</code> if there are any `i'` that *extend* `i` in <code>s[&phi;]</code>.
 
-       Here's how to do that in our framework:
+       Here's how to do that in our framework. Instead of a possibility subsisting in an updated set of possibilities, we ask what is returned by extensions of a `dpm` when they're given a particular (r, h) as input.
 
-               type clause_op = bool dpm -> bool dpm set;;
-               
                (* filter out which bool dpms in a set are true when receiving (r, h) as input *)
-               let extensions set (r, h) = List.filter (fun one_dpm -> let (truth_value, _, _) = one_dpm (r, h) in truth_value) set;;
-
-               let negate_op (phi : clause_op) : clause_op =
-                       fun one_dpm -> unit_set (
-                fun (r, h) ->
-                                       let truth_value' = extensions (phi one_dpm) (r, h) = []
+               let truths set (r, h) = List.filter (fun one_dpm -> let (truth_value, _, _) = one_dpm (r, h) in truth_value) set;;
+
+               let negate_op (phi : clause) : clause =
+                       fun one_dpm ->
+                let new_dpm = fun (r, h) ->
+                                       (* we want to check the behavior of one_dpm when updated with the operation phi *)
+                                       (* bind_set (unit_set one_dpm) phi === phi one_dpm; do you remember why? *)
+                                       let truth_value' = truths (phi one_dpm) (r, h) = []
+                                       (* we return a (bool, r, h) so as to constitute a dpm *)
                     in (truth_value', r, h)
-            )
+                               in unit_set new_dpm
 
 
 *      Representing \[[and &phi; &psi;]] is simple:
 
-               let and_op (phi : clause_op) (psi : clause_op) : clause_op =
+               let and_op (phi : clause) (psi : clause) : clause =
                        fun one_dpm -> bind_set (phi one_dpm) psi;;
 
 *      Here are `or` and `if`:
 
-               let or_op (phi : clause_op) (psi : clause_op) =
+               let or_op (phi : clause) (psi : clause) =
                        (* NOT: negate_op (and_op (negate_op phi) (negate_op psi)) *)
             fun one_dpm -> unit_set (
                 fun (r, h) ->
-                                       in let truth_value' = extensions (phi one_dpm) (r, h) <> [] || extensions (bind_set (negate_op phi one_dpm) psi) (r, h) <> []
+                                       in let truth_value' = truths (phi one_dpm) (r, h) <> [] || truths (bind_set (negate_op phi one_dpm) psi) (r, h) <> []
                     in (truth_value', r, h))
 
-               let if_op (phi : clause_op) (psi : clause_op) : clause_op =
+               let if_op (phi : clause) (psi : clause) : clause =
                        (* NOT: negate_op (and_op phi (negate_op psi)) *)
             fun one_dpm -> unit_set (
               fun (r, h) ->
                                        in let truth_value' = List.for_all (fun one_dpm ->
                                                        let (truth_value, _, _) = one_dpm (r, h)
-                                                       in truth_value = false || extensions (psi one_dpm) (r, h) <> []
+                                                       in truth_value = false || truths (psi one_dpm) (r, h) <> []
                                                ) (phi one_dpm)
                     in (truth_value', r, h));;
 
                let bind_set (u : 'a set) (f : 'a -> 'b set) : 'b set =
                        List.concat (List.map f u);;
 
-               type clause_op = bool dpm -> bool dpm set;;
+               type clause = bool dpm -> bool dpm set;;
 
+               (* this generalizes the getx function from hint 4 *)
                let get (var : char) : entity dpm =
                        fun (r, h) ->
                                let obj = List.nth h (r var)
                                in (obj, r, h);;
 
-               let lift_predicate (f : entity -> bool) : entity dpm -> clause_op =
+               (* this generalizes the proposal for \[[Q]] from hint 4 *)
+               let lift_predicate (f : entity -> bool) : entity dpm -> clause =
                        fun entity_dpm ->
                                let eliminator = fun (truth_value : bool) ->
                                        if truth_value = false
@@ -80,7 +83,8 @@
                                        else bind_dpm entity_dpm (fun e -> unit_dpm (f e))
                                in fun one_dpm -> unit_set (bind_dpm one_dpm eliminator);;
 
-               let lift_predicate2 (f : entity -> entity -> bool) : entity dpm -> entity dpm -> clause_op =
+               (* doing the same thing for binary predicates *)
+               let lift_predicate2 (f : entity -> entity -> bool) : entity dpm -> entity dpm -> clause =
                        fun entity1_dpm entity2_dpm ->
                                let eliminator = fun (truth_value : bool) ->
                                        if truth_value = false
                                  if var = var_to_bind then new_index else r var
                                in (truth_value, r', h')
 
-               let exists var : clause_op = fun one_dpm ->
+               (* from hint 5 *)
+               let exists var : clause = fun one_dpm ->
                        List.map (fun d -> bind_dpm one_dpm (new_peg_and_assign var d)) domain
 
-               (* negate_op, and_op, or_op, and if_op as above *)
+               (* include negate_op, and_op, or_op, and if_op as above *)
 
+               (* some handy utilities *)
                let (>>=) = bind_set;;
+               let getx = get 'x';;
+               let gety = get 'y';;
                let initial_set = [fun (r,h) -> (true,r,h)];;
-
                let initial_r = fun var -> failwith ("no value for " ^ (Char.escaped var));;
                let run dpm_set =
-                       let bool_set = List.map (fun one_dpm -> let (value, r, h) = one_dpm (initial_r, []) in value) dpm_set
-                       in List.exists (fun truth_value -> truth_value) bool_set;;
-
-               let male obj = obj = Bob || obj = Ted;;
-               let wife_of x y = (x,y) = (Bob, Carol) || (x,y) = (Ted, Alice);;
-               let kisses x y = (x,y) = (Bob, Carol) || (x,y) = (Ted, Alice);;
-               let misses x y = (x,y) = (Bob, Carol) || (x,y) = (Ted, Carol);;
-               let getx = get 'x';;
-               let gety = get 'y';;
+                       (* do any of the dpms in the set return (true, _, _) when given (initial_r, []) as input? *)
+                       List.filter (fun one_dpm -> let (truth_value, _, _) = one_dpm (initial_r, []) in truth_value) dpm_set <> [];;
+
+               (* let's define some predicates *)
+               let male e = (e = Bob || e = Ted);;
+               let wife_of e1 e2 = ((e1,e2) = (Bob, Carol) || (e1,e2) = (Ted, Alice));;
+               let kisses e1 e2 = ((e1,e2) = (Bob, Carol) || (e1,e2) = (Ted, Alice));;
+               let misses e1 e2 = ((e1,e2) = (Bob, Carol) || (e1,e2) = (Ted, Carol));;
 
                (* "a man x has a wife y" *)
                let antecedent = fun one_dpm -> exists 'x' one_dpm >>= lift_predicate male getx >>= exists 'y' >>= lift_predicate2 wife_of getx gety;;
index ac9ce98..804dbe8 100644 (file)
@@ -55,7 +55,7 @@ preloaded is available at [[assignment 3 evaluator]].
 
 (8 Nov) Lecture notes for [[Week8]].
 
-(15 Nov) Lecture notes are coming; [[Assignment7]] is here.
+(15 Nov) Lecture notes are coming; [[Assignment7]] is here. Everyone auditing in the class is encouraged to do this assignment, or at least work through the substantial "hints".
 
 
 [[Upcoming topics]]