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推荐使用Coq SerAPI:智能、数据驱动的Coq序列化库

2024-06-21 10:20:21作者:瞿蔚英Wynne

请注意:Coq SerAPI已停止开发,0.20版本(针对Coq 8.20)将是最后一个由我们管理的版本。Coq SerAPI已被coq-lsp所替代,它解决了许多长期存在的问题和功能请求。有关更多信息,请查看此问题,以及serlib现在在新仓库中的情况。


Coq SerAPI:面向机器的友好型Coq数据序列化工具

构建状态 Zulip聊天

要通过opam安装:

$ opam install coq-serapi
$ sertop --help

或者,如果你使用Nix:

$ nix-shell -p coq_8_13 coqPackages_8_13.serapi
$ sertop --help

Coq SerAPI是一个用于Coq证明助手与机器之间交互的库,特别强调IDE、代码分析工具和机器学习场景的应用。它提供了从/to JSON或S表达式(sexps)自动序列化Coq内部OCaml数据类型的功能。

尽管处于实验阶段,被认为是α质量,但SerAPI完全可用,支持异步证明检查、完整文档解析和Coq核心数据类型的序列化。此外,它还可以作为WebWorker线程运行,提供浏览器内的自包含Coq系统,加载时间在Google Chrome中通常少于一秒。

SerAPI的主要设计哲学是让客户端生活更轻松,通过提供一个方便、健壮的接口,隐藏与Coq交互时的复杂细节。

欢迎所有Coq用户和开发者提供反馈,并参与项目的内在发展。

文档和支持:

API警告该协议处于实验阶段,可能会经常更改

快速入门和安装:

SerAPI可以通过OPAM包coq-serapi或Nix包coqPackages_8_13.serapi进行安装。如需手动安装,请参阅构建说明。在线的实验性在浏览器版本也可供使用。

SerAPI提供了交互式的"读-打印-评估-循环"(sertop)、批处理编译器(sercomp)和批处理词法分析器(sertok)。每个命令的--help页面和手册页有更多详细信息。

熟悉SerAPI的好方法是启动sertop REPL,因为它提供了一个相对人性化友好的体验:

$ rlwrap sertop --printer=human

你可以输入命令,Ctrl-C将像中断coqtop一样中断繁忙的Coq进程。

程序sercomp为SerAPI的关键功能提供了命令行接口,可用于Coq源文件的批量处理,例如,将Coq源文件从/to Coq语句的S表达式列表中序列化和反序列化。更多信息和使用示例,见sercomp --help。程序sertok在Coq源文件令牌级别提供了类似的功能。

协议命令:

sertop的交互通过命令进行,可选地以(tag cmd)形式标记;否则,会自动分配标签。对于每个命令,SerAPI 总会回复(Answer tag Ack)表示命令成功解析并交付给Coq,或当解析失败时回复SexpError

存在三种类别的命令

  1. 文档操作Add, Cancel, Exec, ... 这些命令指示Coq对当前文档执行某些操作。 每个命令都会产生零个或多个不同的tagged回答,最后的回答(Answer tag Completed)表明不会有更多的输出。

  2. 查询(Query ((opt value) ...) kind)

    查询指定类型的Coq对象。范围包括选项、目标和假设、战术等。第一个参数是一系列选项:preds是组合过滤器列表,limit指定返回值的数量,pp控制输出格式:PpSer为全序列化,或PpStr为“漂亮打印”。

  3. 打印(Print opts obj): 提供访问Coq打印机的方法。主要用于打印(可能由IDE操纵)由Query返回的对象。

发展路线图和开发者组织:

SerAPI按上游Coq版本分支进行组织;通常,分支v8.XX与Coq 8.XX兼容,对应SerAPI 0.XX。这些分支是稳定的,可以依赖。

main分支跟踪Coq的master分支,不稳定,可能存在强制推送和随机重基。现在,由于开发者直接向其提交PR,开发流程已经改变,这导致了这种情况。目前,大部分与SerAPI相关的工作直接在Coq的上游仓库中进行。主要目标是改进证明文档模型,接下来将建立丰富的查询语言。查看我们在问题反馈系统中的路线图问题获取更多信息。

客户端和使用者:

SerAPI已经在一些场景下得到应用,以下是一些建议,欢迎您添加自己的!

  • jsCoq使您可以在浏览器中运行Coq。jsCoq是SerAPI的前身,即将完全基于SerAPI。
  • mCoq是一个基于SerAPI的变异分析工具。
  • elcoq,Clément Pit-Claudel的emacs技术演示,虽然不完全功能,但展示了SerAPI的一些值得注意的特点。
  • PeaCoq,一个Coq IDE的浏览器版,有一个实验性的SerAPI分支。
  • GrammaTech的软件进化库(SEL)提供了用于程序修改和评估软件的工具。其Coq模块使用SerAPI将Coq源代码序列化为AST,然后解析成Common Lisp对象以进行进一步操作。
  • CoqGym,一个基于Coq的定理证明学习环境,使用SerAPI与Coq交互和进行特征提取。

尽管Coq SerAPI的发展已转移到其他项目,但其历史影响和在Coq生态系统中的贡献不容忽视。如果你的项目需要与Coq深度集成,尤其是考虑到未来的稳定性和发展,那么Coq-lsp可能是你的最佳选择。然而,在过渡期间,理解SerAPI的工作原理和技术仍可能对现有项目有所帮助。

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