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Guest User

Dennis_Callanan_Semantics_Assignment

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Jan 12th, 2018
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Scheme 4.44 KB | None | 0 0
  1.  
  2. Form 1 - Input
  3.  
  4.  
  5. (λ a . (λ b . (λ c . (λ d . (λ n m f x . n f (m f x)) ((λ n m f . n (m f)) ((λ n m . m ((λ n m f . n (m f)) n) ((λ n f x . n f (f x)) (λ f x . x))) d ((λ n f x . n f (f x)) ((λ n f x . n f (f x)) (λ f x . x)))) c) ((λ n m f . n (m f)) c ((λ n f x . n f (f x)) d))) ((λ n m f x . n f (m f x)) b b)) ((λ n f x . n f (f x)) b)) ((λ n m f x . n f (m f x)) a ((λ n f x . n f (f x)) ((λ n f x . n f (f x)) (λ f x . x))))) ((λ n f x . n f (f x)) ((λ n f x . n f (f x)) ((λ n f x . n f (f x)) (λ f x . x))))
  6.  
  7.  
  8. Form 2 - indented
  9.  
  10. (λ a .
  11.     (λ b .
  12.         (λ c .
  13.             (λ d .
  14.                 (λ n m f x . n f (m f x))
  15.                 (
  16.                     (λ n m f . n (m f))
  17.                     (
  18.                         (λ n m . m ((λ n m f . n (m f)) n) ((λ n f x . n f (f x)) (0))) d
  19.                         (
  20.                             (λ n f x . n f (f x))
  21.                             (
  22.                             (λ n f x . n f (f x))
  23.                             (0)
  24.                             )
  25.                         )
  26.                     )
  27.                     c
  28.                 )
  29.                 (
  30.                 (λ n m f . n (m f)) c
  31.                 (
  32.                 (λ n f x . n f (f x)) d
  33.                 )
  34.                 )
  35.             )
  36.             (
  37.             (λ n m f x . n f (m f x))
  38.                 b
  39.                 b
  40.              )
  41.         )
  42.         (
  43.             (λ n f x . n f (f x)) b))
  44.             (
  45.                 (λ n m f x . n f (m f x))
  46.                 a
  47.                 (
  48.                     (λ n f x . n f (f x))
  49.                     (
  50.                         (λ n f x . n f (f x)) (0)
  51.                     )
  52.                 )
  53.             )
  54. )
  55. (
  56.     (λ n f x . n f (f x))
  57.     (
  58.         (λ n f x . n f (f x))
  59.         (
  60.             (λ n f x . n f (f x))(0)
  61.         )
  62.     )
  63. )
  64.  
  65.  
  66. ======================================
  67.  
  68. 0  = 1 = λ f . (λ x . x)
  69. 1  = λ f x . f x
  70. 2  = λ f x . f (f x)
  71. 3  = λ f x . f (f (f x))
  72. 4  = λ f x . f (f (f (f x)))
  73. 5  = λ f x . f (f (f (f (f x))))
  74.  
  75. ===================================
  76.  
  77. SUCC = λ n . (λ f x . f (n f x))
  78. or
  79. SUCC = λ n . (λ f x . n f (f x))
  80.  
  81. PLUS = λ n m . λ f x . m f (n f x)
  82. or
  83. PLUS = λ n m . λ f x . n f (m f x)
  84.  
  85. mult = (MULT)
  86.  
  87. =======================================
  88.  
  89.  
  90. Form 2 - Perform substitutions:
  91.  
  92.  
  93. (λ a .
  94.     (λ b .
  95.         (λ c .
  96.             (λ d .
  97.                 (PLUS)
  98.                 (
  99.                     (MULT)
  100.                     (
  101.                         (λ n m . m ((MULT) n) ((SUCC) (0))) d
  102.                         (
  103.                             (SUCC)
  104.                             (
  105.                             (SUCC)
  106.                             (0)
  107.                             )
  108.                         )
  109.                     )
  110.                     c
  111.                 )
  112.                 (
  113.                 (MULT) c
  114.                 (
  115.                 (SUCC) d
  116.                 )
  117.                 )
  118.             )
  119.             (
  120.             (PLUS)
  121.                 b
  122.                 b
  123.              )
  124.         )
  125.         (
  126.             (SUCC) b))
  127.             (
  128.                 (PLUS)
  129.                 a
  130.                 (
  131.                     (SUCC)
  132.                     (
  133.                         (SUCC) (0)
  134.                     )
  135.                 )
  136.             )
  137. )
  138. (
  139.     (SUCC)
  140.     (
  141.         (SUCC)
  142.         (
  143.             (SUCC)(0)
  144.         )
  145.     )
  146. )
  147.  
  148.  
  149.  
  150.  
  151.  
  152. Form 4 - Continue substituting:
  153.  
  154.  
  155. (λ a .
  156.     (λ b .
  157.         (λ c .
  158.             (λ d .
  159.                 (PLUS)
  160.                 (
  161.                     (MULT)
  162.                     (
  163.                         (λ n m . m ((MULT) n) ((SUCC) (0))) d
  164.                         (
  165.                             (SUCC)
  166.                             (
  167.                             (SUCC)
  168.                             (0)
  169.                             )
  170.                         )
  171.                     )
  172.                     c
  173.                 )
  174.                 (
  175.                 (MULT) c
  176.                 (
  177.                 (SUCC) d
  178.                 )
  179.                 )
  180.             )
  181.             (
  182.             (PLUS)
  183.                 b
  184.                 b
  185.              )
  186.         )
  187.         (
  188.             (SUCC) b)
  189.      )
  190.             (
  191.                 (PLUS)
  192.                 a
  193.                 (
  194.                     (SUCC)
  195.                     (
  196.                         (SUCC) (0)
  197.                     )
  198.                 )
  199.             )
  200. )
  201. (3)
  202.  
  203.  
  204.  
  205. Form 4: Initialize reduction:
  206.  
  207.  
  208. (λ b .
  209.     (λ c .
  210.         (λ d .
  211.             (PLUS)
  212.             (
  213.                 (MULT)
  214.                 (
  215.                     (λ n m . m ((MULT) n) ((SUCC) (0))) d
  216.                     (
  217.                         (SUCC)
  218.                         (
  219.                         (SUCC)
  220.                         (0)
  221.                         )
  222.                     )
  223.                 )
  224.                 c
  225.             )
  226.             (
  227.             (MULT) c
  228.             (
  229.             (SUCC) d
  230.             )
  231.             )
  232.         )
  233.         (
  234.         (PLUS)
  235.             b
  236.             b
  237.          )
  238.     )
  239.     (
  240.         (SUCC) b)
  241.  )
  242.         (
  243.             (PLUS)
  244.             (3)
  245.             (
  246.                 (SUCC)
  247.                 (
  248.                     (SUCC) (0)
  249.                 )
  250.             )
  251.         )
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256. From 5 - Continue reducing:
  257.  
  258.  
  259.  (λ c .
  260.     (λ d .
  261.         (PLUS)
  262.         (
  263.             (MULT)
  264.             (
  265.                 (λ n m . m ((MULT) n) ((SUCC) (0))) d
  266.                 (
  267.                     (SUCC)
  268.                     (
  269.                     (SUCC)
  270.                     (0)
  271.                     )
  272.                 )
  273.             )
  274.             c
  275.         )
  276.         (
  277.         (MULT) c
  278.         (
  279.         (SUCC) d
  280.         )
  281.         )
  282.     )
  283.     (
  284.     (PLUS)
  285.         (5)
  286.         (5)
  287.      )
  288.     )
  289. (6)
  290.  
  291.  
  292. Form 6 - Further reductions:
  293.  
  294.  
  295. (λ d .
  296.     (PLUS)
  297.     (
  298.         (MULT)
  299.         (
  300.             (λ n m . m ((MULT) n) ((SUCC) (0))) d
  301.             (
  302.                 (SUCC)
  303.                 (
  304.                 (SUCC)
  305.                 (0)
  306.                 )
  307.             )
  308.         )
  309.         (6)
  310.     )
  311.     (
  312.     (MULT) (6)
  313.     (
  314.     (SUCC) d
  315.     )
  316.     )
  317. )
  318. (10)
  319.  
  320.  
  321.  
  322. Form 7 - Simplification:
  323.  
  324.  
  325. (PLUS)
  326. (
  327.     (MULT)
  328.     (
  329.         (λ n m . m ((MULT) n) ((SUCC) (0))) (10)
  330.         (
  331.             (SUCC)
  332.             (
  333.             (SUCC)
  334.             (0)
  335.             )
  336.         )
  337.     )
  338.     (6)
  339. )
  340. (
  341. (MULT) (6)
  342. (
  343. (SUCC) (10)
  344. )
  345. )
  346.  
  347.  
  348.  
  349. Form 8 - Further simplification:
  350.  
  351. (PLUS)
  352. (
  353.     (MULT)
  354.     (
  355.         (2) (MULT) (10) (1)  
  356.     )
  357.     (6)
  358. )
  359. (66)
  360.  
  361.  
  362.  
  363. Form 10 - Concluding
  364.  
  365. (PLUS)
  366. (20)
  367. (6)
  368. (66)
  369.  
  370. Form 11 - Complete solution
  371.  
  372. (26)
  373. (66)
  374.  
  375. We can write this in the following form:
  376.  
  377. λ f x . f (f (f (f .... (f x)))) λ f x . f (f (f (f .... (f x))))
  378.             26 fs                               66 fs
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