تخصص نوع التقاطع
في المنطق الرياضي ، يُعد تخصص نوع التقاطع فرعًا من نظرية الأنواع يشمل أنظمة الأنواع التي تستخدم مُنشئ نوع التقاطعلتعيين أنواع متعددة لمصطلح واحد. [ 1 ] على وجه الخصوص، إذا كان المصطلحيمكن تعيين كلا النوعينوالنوع، ثميمكن تعيين نوع التقاطع(والعكس صحيح). لذلك، يمكن استخدام مُنشئ نوع التقاطع للتعبير عن تعدد الأشكال المخصص غير المتجانس المحدود (على عكس تعدد الأشكال البارامتري ). على سبيل المثال، الحد λيمكن تعيين النوعفي معظم أنظمة التقاطعات، بافتراض أن المصطلح متغيركلا نوعي الوظيفةونوع الوسيط المقابل.
تشمل أنظمة تصنيف التقاطع البارزة نظام تصنيف كوبو-ديزاني، [ 2 ] ونظام تصنيف باريندريخت-كوبو-ديزاني، [ 3 ] ونظام تصنيف التقاطع الأساسي. [ 4 ] والأهم من ذلك، أن أنظمة تصنيف التقاطع ترتبط ارتباطًا وثيقًا (وغالبًا ما تصف بدقة) خصائص التطبيع لمصطلحات λ تحت اختزال β .
في لغات البرمجة، مثل TypeScript [ 5 ] و Scala [ 6 ] ، يتم استخدام أنواع التقاطع للتعبير عن تعدد الأشكال المخصص .
تاريخ
كان ماريو كوبو، وماريانجيولا ديزاني-سيانكاغليني ، وباتريك ساليه، وغاريل بوتينجر روادًا في مجال أنواع التقاطع . [ 2 ] [ 7 ] [ 8 ] وكان الدافع الأساسي هو دراسة الخصائص الدلالية (مثل التطبيع ) لحساب λ باستخدام نظرية الأنواع . [ 9 ] في حين أن العمل الأولي الذي قام به كوبو وديزاني قد أرسا توصيفًا نظريًا للأنواع للتطبيع القوي لحساب λ I، [ 2 ] قام بوتينجر بتوسيع هذا التوصيف ليشمل حساب λ K. [ 7 ] بالإضافة إلى ذلك، ساهم ساليه بمفهوم النوع الشامل.يمكن إسناد ذلك إلى أي حد λ ، وبالتالي يتوافق مع التقاطع الفارغ. [ 8 ] باستخدام النوع العامسمح ذلك بإجراء تحليل دقيق لتطبيع الرأس، والتطبيع، والتطبيع القوي. [ 10 ] بالتعاون مع هينك باريندريخت ، تم تقديم نموذج مرشح λ لنظام نوع التقاطع، مما يربط أنواع التقاطع بشكل أوثق بدلالات حساب λ .
بسبب التوافق مع التطبيع، فإن قابلية تحديد النوع في أنظمة أنواع التقاطع اللانهائية غير قابلة للتقرير . ومع ذلك، فإن تقييد أنواع التقاطع برتبة محدودة يجعل قابلية تحديد نوعها قابلة للتقرير لأي رتبة محدودة، وهو ما يتناقض مع النظام F ، حيث لا تزال قيود (المكمّمات) على الرتب المحدودة التي تزيد عن 3 غير قابلة للتقرير. [ 11 ] من ناحية أخرى، إذا أُضيفت أنواع تكرارية إلى نظام يحتوي على أنواع تقاطع من الرتبة 2 أو أعلى، فإن قابلية تحديد النوع تصبح غير قابلة للتقرير بشكل عام. [ 12 ]
بالإضافة إلى ذلك، أثبت باويل أورزيتشين عدم قابلية حل المسألة الثنائية المتعلقة بسكن النوع في أنظمة أنواع التقاطع البارزة. [ 13 ] لاحقًا، تم تحسين هذه النتيجة بإظهار اكتمال الفضاء الأسي لسكن النوع من التقاطع من الرتبة 2 وعدم قابلية حل سكن النوع من التقاطع من الرتبة 3. [ 14 ] والجدير بالذكر أن سكن النوع الرئيسي قابل للحل في وقت متعدد الحدود . [ 15 ]
لمعالجة صعوبات تطبيق تطابق كاري-هاورد على أنواع التقاطع، استبدل كاماريدين وويلز مُنشئ التقاطع في نظام الاستدلال بتصريحات المجموعة المحدودة (FSD) لنطاق كل متغير في تجريد لامدا، محولين إياها إلى أنواع Π . وقاما بتوسيع مكعب لامدا إلى ما أسمياه مكعب f، الذي يحتوي على أنواع تقاطع مشفرة بـ FSD عند جميع رؤوسه. مصطلح أورزيتشين U ، غير القابل للتحديد في مكعب لامدا، قابل للتحديد في مكعب f. [ 16 ]
نظام تعيين الأنواع كوبو-ديزاني
نظام تعيين أنواع كوبو -ديزاني[ 2 ] يوسّع حساب التفاضل والتكامل λ البسيط من خلال السماح بافتراض أنواع متعددة لمتغير الحد.
لغة المصطلحات
مصطلح لغةيتم تحديدها بواسطة حدود λ (أو تعبيرات لامدا ):
لغة الكتابة
لغة النوع لـيتم تعريفها استقرائياً من خلال القواعد النحوية التالية:
مُنشئ نوع التقاطع () يتم أخذها بشرط التجميعية والتبديلية والتكرارية .
قواعد الكتابة
قواعد الكتابة،،، ولنكون:
ملكيات
ترتبط قابلية الكتابة والتطبيع ارتباطًا وثيقًا فيبالخصائص التالية: [ 2 ]
- اختزال الموضوع : إذاو، ثم.
- التطبيع : إذا، ثمله شكل طبيعي من النوع β .
- قابلية تحديد أنواع الحدود λ ذات التطبيع القوي : إذاإذا كان التطبيع قويًا ،بالنسبة للبعضو.
- توصيف عملية التطبيع λ I :يكون له شكل طبيعي في حساب التفاضل والتكامل λ I، إذا وفقط إذابالنسبة للبعضو.
إذا تم توسيع لغة النوع لتشمل التقاطع الفارغ، أي، ثممغلق تحت المساواة β وهو سليم وكامل لدلالات الاستدلال. [ 17 ]
نظام تخصيص النوع Barendregt-Coppo-Dezani
نظام تخصيص النوع Barendregt -Coppo-Dezaniيوسع نظام تعيين الأنواع Coppo–Dezani في الجوانب الثلاثة التالية: [ 3 ]
- يقدم ثابت النوع العام(على غرار التقاطع الفارغ) الذي يمكن تعيينه لأي حد λ .
- يسمح بمنشئ نوع التقاطعليظهر على الجانب الأيمن من مُنشئ نوع السهم.
- يقدم هذا المقال تصنيف الأنواع الفرعية للتقاطعالترتيب الجزئي على الأنواع مع قاعدة الكتابة المقابلة.
لغة المصطلحات
مصطلح لغةيتم تحديدها بواسطة حدود λ (أو تعبيرات لامدا ):
لغة الكتابة
لغة النوع لـيتم تعريفها استقرائياً من خلال القواعد النحوية التالية:
تصنيف أنواع التقاطع
تصنيف أنواع التقاطعيُعرَّف بأنه أصغر ترتيب جزئي ( علاقة انعكاسية ومتعدية ) على أنواع التقاطع التي تحقق الخصائص التالية:
يمكن تحديد نوع التقاطع الفرعي في وقت تربيعي. [ 18 ]
قواعد الكتابة
قواعد الكتابة،،،،، ولنكون:
ملكيات
- الدلالات :سليم وكامل فيما يتعلق بنموذج مرشح λ ، حيث يتطابق تفسير مصطلح λ مع مجموعة الأنواع التي يمكن إسنادها إليه. [ 3 ]
- اختزال الموضوع : إذاو، ثم[ 3 ]
- توسيع الموضوع : إذاو، ثم[ 3 ]
- توصيف التطبيع القوي :يكون التطبيع قويًا فيما يتعلق باختزال بيتا ، إذا وفقط إذايمكن استنتاجه بدون قاعدةبالنسبة للبعضو[ 19 ]
- الأزواج الرئيسية (المعروفة أيضًا باسم "التصنيفات الرئيسية" [ 20 ] ): إذاإذا كانت عملية التطبيع قوية، فإنه يوجد زوج رئيسيبحيث يكون ذلك مناسبًا لأي عملية كتابةالزوجانيمكن الحصول عليها من الزوج الرئيسيعن طريق توسيعات الأنواع، والرفع، والاستبدالات. [ 21 ]
مراجع
- ^ هينك باريندريجت. ويل ديكرز؛ ريتشارد ستاتمان (20 يونيو 2013). حساب التفاضل والتكامل لامدا مع الأنواع . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 1 –. رقم ISBN 978-0-521-76614-2.
- 1 2 3 4 5 كوبو، ماريو؛ ديزاني-سيانكاغليني، ماريانجيولا (1980). "توسيع لنظرية الوظائف الأساسية لحساب لامدا " . مجلة نوتردام للمنطق الصوري . 21 (4): 685-693 . doi : 10.1305/ndjfl/1093883253 . S2CID 29748788 .
- 1 2 3 4 5 باريندريخت، هينك؛ كوبو، ماريو؛ ديزاني-سيانكاغليني، ماريانجيولا (1983). "نموذج لامدا المرشح واكتمال تعيين النوع". مجلة المنطق الرمزي . 48 (4): 931-940 . doi : 10.2307/2273659 . JSTOR 2273659. S2CID 45660117 .
- ↑ فان باكل، ستيفن (2011). "أنواع التقاطع الصارمة لحساب لامدا". مجلة ACM Computing Surveys . 43 (3): 20:1–20:49. CiteSeerX 10.1.1.310.2166 . doi : 10.1145/1922649.1922657 . S2CID 5537689 .
- ↑ "أنواع التقاطع في TypeScript" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2019-08-01 .
- ↑ "أنواع المركبات في سكالا" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2019-08-01 .
- 1 2 بوتينجر، ج. (1980). تعيين نوع للمصطلحات λ القابلة للتطبيع بقوة . إلى إتش بي كاري: مقالات في المنطق التوافقي، وحساب لامدا، والشكلية، 561-577.
- 1 2 كوبو، ماريو؛ ديزاني-سيانكاغليني، ماريانجيولا؛ ساليه، باتريك (1979). "التوصيف الوظيفي لبعض المتساويات الدلالية داخل حساب لامدا". في هيرمان أ. ماورر (محرر). الأوتوماتا واللغات والبرمجة، الندوة السادسة، غراتس، النمسا، 16-20 يوليو 1979، وقائع . المجلد 71. سبرينغر. الصفحات 133-146 . doi : 10.1007/3-540-09510-1_11 . ISBN 3-540-09510-1.
- ^ كوبو، ماريو. ديزاني-سيانكاجليني، ماريانجيولا (1978). “تخصيص نوع جديد لمصطلحات lect ”. أرشيف المنطق الرياضي و Grundlagenforschung . 19 (1): 139-156 . دوى : 10.1007 / BF02011875 . S2CID 206809924 .
- ↑ كوبو، ماريو؛ ديزاني-سيانكاغليني، ماريانجيولا؛ فينيري، بيتي (1981). "الخصائص الوظيفية للمصطلحات القابلة للحل". مجلة المنطق الرياضي الفصلية . 27 ( 2-6 ): 45-58 . doi : 10.1002/malq.19810270205 .
- ↑ كفوري، أ. ج.؛ ويلز، ج. ب. (يناير 2004). "استدلال المبدأ والنوع لأنواع التقاطع باستخدام متغيرات التوسع". علوم الحاسوب النظرية : 1-70 .
- ↑ تيراوتشي، ت.، أيكن، أ.: حول قابلية الكتابة لأنواع التقاطع من الرتبة 2 مع الاستدعاء الذاتي متعدد الأشكال. في: LICS، جمعية IEEE للحاسبات (2006) ص 111-122
- ↑ أورزيتشين، باويل (1999). " مشكلة الفراغ لأنواع التقاطع". مجلة المنطق الرمزي . 64 (3): 1195-1215 . doi : 10.2307/2586625 . JSTOR 2586625. S2CID 36979036 .
- ↑ أورزيتشين، باويل (2009). "سكن أنواع التقاطع منخفضة الرتبة". المؤتمر الدولي حول حسابات لامدا المكتوبة وتطبيقاتها . TLCA 2009. المجلد 5608. سبرينغر. الصفحات 356-370 . doi : 10.1007/978-3-642-02273-9_26 . ISBN 978-3-642-02272-2.
- ↑ دودنهيفنر، أندريه؛ ريهوف، جاكوب (2019). "الأولوية والتقريب في ظل القيود البُعدية". وقائع مؤتمر ACM حول لغات البرمجة . POPL 2019. المجلد 3. ACM. الصفحات 8:1–8:29. doi : 10.1145/3290321 . ISSN 2475-1421 .
- ↑ فيروز ديب قمر الدين، جو ويلز "أنواع التقاطع عبر تعريفات المجموعات المنتهية" https://arxiv.org/pdf/2405.00440 مؤتمر WoLLIC 2024
- ↑ فان باكل، ستيفن (1992). "القيود الكاملة لتخصص نوع التقاطع". علوم الحاسوب النظرية . 102 (1): 135-163 . CiteSeerX 10.1.1.310.903 . doi : 10.1016/0304-3975(92)90297-S .
- ↑ دودنهيفنر، أندريه؛ مارتنز، موريتز؛ ريهوف، جاكوب (2017). "مشكلة توحيد أنواع التقاطع الجبري". الأساليب المنطقية في علوم الحاسوب . 13 (3). arXiv : 1611.05672 . doi : 10.23638/LMCS-13(3:9)2017 . S2CID 31640337 .
- ↑ غيلزان، سيلفيا (1996). "التطبيع القوي وقابلية الكتابة مع أنواع التقاطع" . مجلة نوتردام للمنطق الصوري . 37 (1): 44-52 . doi : 10.1305/ndjfl/1040067315 .
- ↑ ويلز، جيه بي (2003). "جوهر التصنيفات الرئيسية". ICALP '02: وقائع الندوة الدولية التاسعة والعشرين حول الأوتوماتا واللغات والبرمجة . ص 913-925 .
- ^ رونشي ديلا روكا، سيمونا؛ فينيري ، بيتي (1983). “مخططات النوع الرئيسي لنظرية النوع الموسعة” . علوم الكمبيوتر النظرية . 28 ((1-2))): 151– 169. دوى : 10.1016/0304-3975(83)90069-5 .
- نظرية الأنواع
- أنظمة الكتابة
- حساب التفاضل والتكامل لامدا
- نظرية الحوسبة
- تعدد الأشكال (علوم الحاسوب)
