paperbot · PL 论文追踪

全部论文 待读 收藏

P2 Probabilistic Kleene Algebra with Angelic Nondeterminism

带天使非确定性的概率 Kleene 代数
PLDI 9(PLDI)2025匹配度 2/10 · 该论文属于概率 Kleene 代数、自动机与形式语义的基础理论研究,虽与概率程序语义有一定形式化关联,但未涉及静态分析、ML/Agentic 程序、LLM 与形式化验证交叉、浮点程序分析或贝叶斯程序分析等用户核心方向。引用 0 inbox
Shawn Ong, Stephanie Ma, Dexter Kozen
crossref: 2026-09-10

AI 速览

一句话:引入带天使非确定性的概率 Kleene 代数与自动机,以多重集分布语义克服单子分配律障碍,并证明 Kleene 定理。

论文研究概率 Kleene 代数中引入天使非确定性(angelic nondeterminism)的问题。由于幂集单子与 Giry 单子之间不存在分配律,直接组合非确定性与概率选择会遇到理论障碍。作者转而采用多重集上的分布作为语义载体,定义相应自动机类,并给出操作语义与指称语义。进一步建立余代数理论,得到完整的 Kleene 定理,以及等式推理原则。该工作将 Kleene 代数、自动机、余代数与概率语义统一在一个框架中,为带概率与天使选择的程序/系统推理提供了代数与语义基础。

问题
如何为同时包含概率选择与天使非确定性的系统建立 Kleene 代数与自动机语义,尤其是克服幂集单子与 Giry 单子缺少分配律带来的困难。
方法
使用多重集上的分布实现语义,定义对应自动机,给出操作语义、指称语义、余代数理论与等式推理规则。
评估
通过证明完整 Kleene 定理并建立余代数理论,验证所提语义框架的完备性与代数推理能力。
原文摘要(Abstract)

We introduce a version of probabilistic Kleene algebra with angelic nondeterminism and a corresponding class of automata. Our approach implements semantics via distributions over multisets in order to overcome theoretical barriers arising from the lack of a distributive law between the powerset and Giry monads. We produce a full Kleene theorem and a coalgebraic theory, as well as both operational and denotational semantics and equational reasoning principles.

链接与引用

DOI 原文 · PDF(开放获取) ·

BibTeX
@article{paperbot3122,
  title = {Probabilistic Kleene Algebra with Angelic Nondeterminism},
  author = {Shawn Ong and Stephanie Ma and Dexter Kozen},
  journal = {Proceedings of the ACM on Programming Languages},
  volume = {9},
  number = {PLDI},
  year = {2025},
  doi = {10.1145/3729286}
}