AskOverflow.Dev

AskOverflow.Dev Logo AskOverflow.Dev Logo

AskOverflow.Dev Navigation

  • Início
  • system&network
  • Ubuntu
  • Unix
  • DBA
  • Computer
  • Coding
  • LangChain

Mobile menu

Close
  • Início
  • system&network
    • Recentes
    • Highest score
    • tags
  • Ubuntu
    • Recentes
    • Highest score
    • tags
  • Unix
    • Recentes
    • tags
  • DBA
    • Recentes
    • tags
  • Computer
    • Recentes
    • tags
  • Coding
    • Recentes
    • tags
Início / user-29075860

Norbert Horváth's questions

Martin Hope
Norbert Horváth
Asked: 2025-01-06 22:42:51 +0800 CST

Algoritmo de Dijkstras em Dafny usando PriorityQueue

  • 6

Estou tentando fazer o algoritmo de Dijkstra em Dafny. Programei uma classe Pair personalizada:

class Pair <U,V>{
  var first:U
  var second:V

  constructor (x:U, y:V) 
  ensures first == x
  ensures second == y
  {
    first := x;
    second := y;
  }
  function getFirst():U
  reads this
  {
    first
  }
  function getSecond():V
  reads this
  {  
    second
  }
}

e mais tarde uma classe PriorityQueue e Graph personalizada para o algoritmo principal:

class PriorityQueue {
  var heap: array<Pair<int, int>>
  var size: int
  var capacity: int

  constructor (private_capacity: int)
  requires private_capacity > 0 
  ensures heap.Length == capacity
  ensures size <= heap.Length
  ensures size < capacity
  ensures size == 0
  {
    capacity := private_capacity;
    size := 0;
    var default := new Pair<int, int>(0, 0);
    heap := new Pair<int, int>[private_capacity](_ => default);
  }

  method parent(i: int) returns (p: int)
  requires 0 <= i < size
  requires i < heap.Length
  ensures p < heap.Length
  ensures i > 0 ==> 0 <= p < size
  ensures i == 0 ==> p == -1
  {
    if i > 0 {
      p := (i - 1) / 2;
    } else {
      p := -1;
    }
  }

  method leftChild(i: int) returns (l: int)
  requires 0 <= i < size
  ensures l == 2 * i + 1
  {
    l := 2 * i + 1;
  }

  method rightChild(i: int) returns (r: int)
  requires 0 <= i < size
  ensures r == 2 * i + 2
  {
    r := 2 * i + 2;
  }

  method swap(i: int, j: int)
  requires 0 <= i < size && 0 <= j < size
  requires i < heap.Length && j < heap.Length
  modifies heap
  ensures heap[i] == old(heap[j]) && heap[j] == old(heap[i])
  {
    var temp := heap[i];
    heap[i] := heap[j];
    heap[j] := temp;
  }

  method heapifyUp(i: int)
  requires 0 <= i < size
  requires size <= heap.Length
  modifies heap
  decreases i
  {
    var current_parent := parent(i);

    if current_parent >= 0 && current_parent < size
      && 0 <= current_parent < size 
      && heap[i].second < heap[current_parent].second 
    {
      swap(i, current_parent);
      if (current_parent < i) {
        heapifyUp(current_parent); 
      }
    }
  }

  method heapifyDown(i: int)
  requires 0 <= i < size
  modifies heap
  decreases size - i
  {
    var smallest := i;
    var left_child := leftChild(i);
    var right_child := rightChild(i);
    if left_child < size && left_child < heap.Length && heap[left_child].second < heap[smallest].second {
      smallest := leftChild(i);
    }
    if right_child < size && right_child < heap.Length && heap[right_child].second < heap[smallest].second {
      smallest := rightChild(i);
    }
    if smallest != i {
      swap(i, smallest);
      heapifyDown(smallest);
    }
  }

  method insert(item: int, priority: int)
  requires heap.Length == capacity
  requires 0 <= size < capacity
  modifies this, heap
  {
    heap[size] := new Pair<int, int>(item, priority);
    size := size + 1;
    heapifyUp(size - 1);
  }

  method extractMin() returns (item: int)
  requires size > 0
  requires heap.Length > 0
  requires size - 1 < heap.Length
  modifies this, heap
  ensures size == old(size) - 1
  {
    item := heap[0].first;
    heap[0] := heap[size - 1];
    size := size - 1;
    if size > 0 {
      heapifyDown(0);
    }
  }

  // Peek the element with the smallest priority without removing it
  method peek() returns (item: int)
  requires size > 0
  requires heap.Length > 0
  ensures item == heap[0].first
  {
    item := heap[0].first;
  }

  // Check if the priority queue is empty
  method isEmpty() returns (empty: bool)
  ensures empty == (size == 0)
  {
    empty := (size == 0);
  }
}

class Graph {
  var adj: map<int, seq<Pair<int, int>>>
  var numNodes: int

  constructor (nodes: int, edges: map<int, seq<Pair<int, int>>>)
  ensures adj == edges
  ensures numNodes == nodes
  {
    adj := edges;
    numNodes := nodes;
  }
}

Na minha opinião, elas parecem boas, mas quando tentei implementar o método Dijkstras, que está fora das classes:

method Dijkstra(graph: Graph, start: int) returns (distances: map<int, int>)
requires 0 <= start < graph.numNodes
requires forall n :: n in graph.adj ==> 0 <= n < graph.numNodes
{
  var pq := new PriorityQueue(graph.numNodes);
  pq.insert(start, 0);
  
  var inf := 1000000000; // Representation of infinity

  var initMap := map n | n in graph.adj :: inf;
  distances := initMap[start := 0];


  while true
  invariant forall n :: n in graph.adj ==> distances[n] >= 0
  invariant distances[start] == 0
  {
    var empty := pq.isEmpty();
    if empty {
      break;
    }

    var u := pq.extractMin();

    if u in graph.adj {
      var edges := graph.adj[u];
      for i := 0 to |edges| - 1 {
        var edge := edges[i];
        var v := edge.first;
        var weight := edge.second;

        if distances[u] + weight < distances[v] {
          distances := distances[v := distances[u] + weight];
          pq.insert(v, distances[v]);
        }
      }
    }
  }

}

Recebo vários erros, principalmente

chamada pode violar a cláusula de modificação do contexto

para ambos pq.insert(start, 0)evar u := pq.extractMin()

O que estou esquecendo no método de Dijkstra, para o qual o verificador não aprova meu algoritmo?

Reduzi o erro para provavelmente ser a insertfunção da fila de prioridades. Se eu remover as cláusulas modifies, o verifys não encontra nenhum erro no método do algoritmo de Dijkstra, mas ele vai gritar comigo porque estou modificando o array heapand sizee a variável.

class
  • 1 respostas
  • 37 Views

Sidebar

Stats

  • Perguntas 205573
  • respostas 270741
  • best respostas 135370
  • utilizador 68524
  • Highest score
  • respostas
  • Marko Smith

    Reformatar números, inserindo separadores em posições fixas

    • 6 respostas
  • Marko Smith

    Por que os conceitos do C++20 causam erros de restrição cíclica, enquanto o SFINAE antigo não?

    • 2 respostas
  • Marko Smith

    Problema com extensão desinstalada automaticamente do VScode (tema Material)

    • 2 respostas
  • Marko Smith

    Vue 3: Erro na criação "Identificador esperado, mas encontrado 'import'" [duplicado]

    • 1 respostas
  • Marko Smith

    Qual é o propósito de `enum class` com um tipo subjacente especificado, mas sem enumeradores?

    • 1 respostas
  • Marko Smith

    Como faço para corrigir um erro MODULE_NOT_FOUND para um módulo que não importei manualmente?

    • 6 respostas
  • Marko Smith

    `(expression, lvalue) = rvalue` é uma atribuição válida em C ou C++? Por que alguns compiladores aceitam/rejeitam isso?

    • 3 respostas
  • Marko Smith

    Um programa vazio que não faz nada em C++ precisa de um heap de 204 KB, mas não em C

    • 1 respostas
  • Marko Smith

    PowerBI atualmente quebrado com BigQuery: problema de driver Simba com atualização do Windows

    • 2 respostas
  • Marko Smith

    AdMob: MobileAds.initialize() - "java.lang.Integer não pode ser convertido em java.lang.String" para alguns dispositivos

    • 1 respostas
  • Martin Hope
    Fantastic Mr Fox Somente o tipo copiável não é aceito na implementação std::vector do MSVC 2025-04-23 06:40:49 +0800 CST
  • Martin Hope
    Howard Hinnant Encontre o próximo dia da semana usando o cronógrafo 2025-04-21 08:30:25 +0800 CST
  • Martin Hope
    Fedor O inicializador de membro do construtor pode incluir a inicialização de outro membro? 2025-04-15 01:01:44 +0800 CST
  • Martin Hope
    Petr Filipský Por que os conceitos do C++20 causam erros de restrição cíclica, enquanto o SFINAE antigo não? 2025-03-23 21:39:40 +0800 CST
  • Martin Hope
    Catskul O C++20 mudou para permitir a conversão de `type(&)[N]` de matriz de limites conhecidos para `type(&)[]` de matriz de limites desconhecidos? 2025-03-04 06:57:53 +0800 CST
  • Martin Hope
    Stefan Pochmann Como/por que {2,3,10} e {x,3,10} com x=2 são ordenados de forma diferente? 2025-01-13 23:24:07 +0800 CST
  • Martin Hope
    Chad Feller O ponto e vírgula agora é opcional em condicionais bash com [[ .. ]] na versão 5.2? 2024-10-21 05:50:33 +0800 CST
  • Martin Hope
    Wrench Por que um traço duplo (--) faz com que esta cláusula MariaDB seja avaliada como verdadeira? 2024-05-05 13:37:20 +0800 CST
  • Martin Hope
    Waket Zheng Por que `dict(id=1, **{'id': 2})` às vezes gera `KeyError: 'id'` em vez de um TypeError? 2024-05-04 14:19:19 +0800 CST
  • Martin Hope
    user924 AdMob: MobileAds.initialize() - "java.lang.Integer não pode ser convertido em java.lang.String" para alguns dispositivos 2024-03-20 03:12:31 +0800 CST

Hot tag

python javascript c++ c# java typescript sql reactjs html

Explore

  • Início
  • Perguntas
    • Recentes
    • Highest score
  • tag
  • help

Footer

AskOverflow.Dev

About Us

  • About Us
  • Contact Us

Legal Stuff

  • Privacy Policy

Language

  • Pt
  • Server
  • Unix

© 2023 AskOverflow.DEV All Rights Reserve