检查 sat Z3 时的奇怪行为

Question

有人可以看到我做错了什么吗......我使用 for all 量词来创建这两行：

(assert(forall((t Task)) (not (mustPrecede t t))))
(assert(forall((t1 Task)(t2 Task)(t3 Task)) (implies (and (mustPrecede t1 t2)(mustPrecede t2 t3)) (mustPrecede t1 t3))))

这是代码..

    Sort User = ctx.mkUninterpretedSort("User");
    Sort Task = ctx.mkUninterpretedSort("Task");
    //function declaration
    FuncDecl assignUser = ctx.mkFuncDecl("assignUser", Task, User);
    FuncDecl TaskUser = ctx.mkFuncDecl("TaskUser", new Sort[] { Task, User }, ctx.mkBoolSort());
    FuncDecl mustPrecede = ctx.mkFuncDecl("mustPrecede", new Sort[]{Task,Task}, ctx.mkBoolSort());

    //task for using in quatifiers
    Expr task = ctx.mkConst("t",Task);
    Expr user = ctx.mkConst("u",User);

    // creating (assert(forall((t Task)) (not (mustPrecede t t))))
    //just one task is needed
    Sort[] Tasks = new Sort[1];
    Tasks[0] = Task;
    //setting the name for the task
    Symbol[] namess = new Symbol[1];
    namess[0] =  ctx.mkSymbol("t");
    //Creating a map between mustPrecede and  its two parameters
    Expr mtt = ctx.mkApp(mustPrecede, task,task);
    //acreating not
    Expr body = ctx.mkNot((BoolExpr)mtt);

    Expr mustPrecedett = ctx.mkForall(Tasks, namess, body, 1, null, null,
            ctx.mkSymbol("Q1"), ctx.mkSymbol("skid1"));


    System.out.println("Quantifier mustPrecedett: " + mustPrecedett.toString());

    //creating (assert(forall((t1 Task)(t2 Task)(t3 Task)) (implies (and (mustPrecede t1 t2)(mustPrecede t2 t3)) (mustPrecede t1 t3))))

    //tree taks will be neede
    Sort[] tTask = new Sort[3];
    tTask[0] =Task;
    tTask[1] =Task;
    tTask[2] =Task;

    //setting the names for the tasks
    Symbol[] Tnames = new Symbol[3];
    Tnames[0] =  ctx.mkSymbol("t1");
    Tnames[1] =  ctx.mkSymbol("t2");
    Tnames[2] =  ctx.mkSymbol("t3");

    //creating tree diferent tasks for the relations
    Expr t1 = ctx.mkConst("t1",Task);
    Expr t2 = ctx.mkConst("t2",Task);
    Expr t3 = ctx.mkConst("t3",Task);
    //creating mappins
    Expr mt1t2 = ctx.mkApp(mustPrecede, t1,t2);
    Expr mt2t3 = ctx.mkApp(mustPrecede, t2,t3);
    Expr mt1t3 = ctx.mkApp(mustPrecede, t1,t3);
    //Creating the relation between them        
    Expr tbody2= ctx.mkImplies(ctx.mkAnd((BoolExpr)mt1t2,(BoolExpr) mt2t3), (BoolExpr) mt1t3);  
    //building quatifier
    Expr tra = ctx.mkForall(tTask, Tnames, tbody2, 1, null, null,ctx.mkSymbol("Q1"), ctx.mkSymbol("skid1"));

然后我将两者添加到求解器中，如下所示：

    // creating (assert(forall((t Task)) (not (mustPrecede t t))))
    solver.add(ctx.mkForall(Tasks, namess, body, 1, null, null,ctx.mkSymbol("Q1"), ctx.mkSymbol("skid1")));
    //creating (assert(forall((t1 Task)(t2 Task)(t3 Task)) (implies (and (mustPrecede t1 t2)(mustPrecede t2 t3)) (mustPrecede t1 t3))))
    solver.add(ctx.mkForall(tTask, Tnames, tbody2, 1, null, null,ctx.mkSymbol("Q1"), ctx.mkSymbol("skid1")));

但当断言

    //T2 ; T4 ;(; T12 ; T13 ;AND ; T14 ; T15;) ; T10; T11
    Expr T2 = ctx.mkConst("t2", Task);
    Expr T3 = ctx.mkConst("t3", Task);

    Expr mt = ctx.mkApp(mustPrecede, T2,T3);
    Expr mts = ctx.mkApp(mustPrecede, T3,T2);



    solver.add(ctx.mkAnd((BoolExpr)mt,(BoolExpr)mts));

sat 解算器正在报告 SAT..但这是不可能的，因为根据我之前对量词的定义，mustePrecede 是非自反的。有人可以看到我缺少什么或者为什么 sat 解算器没有考虑我在 foralls 中添加的“约束”吗？

Answer 1

在 Z3 中构造量化表达式有两种方法，一种是使用命名常量，另一种是使用 de-Brujin 索引变量。此处发布的代码混合了这两者，从而创建了表达式 看 是的，当他们不是的时候。

以下部分：

Sort[] tTask = ...
Symbol[] Tnames = ...
...
Expr t1 = ctx.mkConst("t1",Task);
...
Expr mt1t2 = ctx.mkApp(mustPrecede, t1,t2);
...
Expr tra = ctx.mkForall(tTask, Tnames, ...

从常量（“t1”等）构造量词的主体，但是调用 ctx.mkForall 需要 de-Brujin 索引变量（索引是隐式的并且 tTask 和 tnames 为它们分配名称并排序）。为此，需要使用索引变量来构造主体，这些变量是通过调用生成的 ctx.mkBound(...)。相反，如果首选常量表达式，则可以通过调用来构造量词 ctx.mkForall(Expr[] boundConstants, ... 其中第一个参数是常量表达式数组，例如 new Expr[] { t1, t2, t3 }.

了解代码为何不起作用的最佳方法是当符号出现时 Tnames 被分配了不同的名称。从输出中可以清楚地看出这些变量之间存在不匹配。例如，将代码更改为

....
Expr t1 = ctx.mkConst("x",Task);
Expr t2 = ctx.mkConst("y",Task);
Expr t3 = ctx.mkConst("z",Task);
....

将第一个量词更改为

(forall ((x Task) (y Task) (z Task)) (not (mustPrecede t t)))