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P2 Frex: Dependently Typed Algebraic Simplification

Frex:依赖类型的代数化简
ICFP 9(ICFP)2025匹配度 2/10 · 论文主题是依赖类型代数化简库,属于类型论/定理证明与证明工程方向,不涉及 LLM/Agent,也不涉及面向 ML/Agentic 程序的静态分析、浮点程序分析或贝叶斯程序分析等用户核心研究方向;仅与形式化验证大类有微弱关联。引用 2 inbox
Guillaume Allais, Edwin Brady, Nathan Corbyn, Ohad Kammar, Jeremy Yallop
crossref: 2026-09-10

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一句话:提出依赖类型代数化简库 Frex,用泛代数结构保证化简模块终止、可靠且完备。

该论文提出代数化简库 Frex 的新设计,围绕泛代数中的理论、模型、同态以及自由代数及其扩张的泛性质组织化简。其依赖类型接口可保证内置与用户定义的化简模块相对于明确定义的等式类终止、可靠且完备。作者在 Idris 2 和 Agda 中实现该设计,并展示其支持向新理论模块化扩展、证明抽取与认证、通过反射进行目标抽取以及交互式开发。

问题
如何设计一个可扩展的代数化简库,使化简模块对给定等式类既终止又可靠、完备,并支持用户自定义理论。
方法
利用泛代数概念(理论、模型、同态、自由代数及其扩张的泛性质)定义依赖类型接口,并在 Idris 2 与 Agda 中实现,用类型保证模块性质。
评估
通过在两款依赖类型语言中的实现,以及模块化扩展、证明抽取与认证、反射目标抽取、交互式开发等用例展示该设计的可行性。
原文摘要(Abstract)

We present a new design for an algebraic simplification library structured around concepts from universal algebra: theories, models, homomorphisms, and universal properties of free algebras and free extensions of algebras. The library’s dependently typed interface guarantees that both built-in and user-defined simplification modules are terminating, sound, and complete with respect to a well-specified class of equations. We have implemented the design in the Idris 2 and Agda dependently typed programming languages and shown that it supports modular extension to new theories, proof extraction and certification, goal extraction via reflection, and interactive development.

链接与引用

DOI 原文 · PDF(开放获取) ·

BibTeX
@article{paperbot3054,
  title = {Frex: Dependently Typed Algebraic Simplification},
  author = {Guillaume Allais and Edwin Brady and Nathan Corbyn and Ohad Kammar and Jeremy Yallop},
  journal = {Proceedings of the ACM on Programming Languages},
  volume = {9},
  number = {ICFP},
  year = {2025},
  doi = {10.1145/3747506}
}