{ "cells": [ { "cell_type": "code", "execution_count": 1, "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "from IPython.display import display\n", "import spot\n", "from spot.jupyter import display_inline\n", "spot.setup()" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "To build an automaton from an LTL formula, simply call `translate()` with a formula, and a list of options to characterize the automaton you want (those options have the same name as the long options name of the `ltl2tgba` tool, and they can be abbreviated)." ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 2, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "b & c & d\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "b & !d\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "0->3\n", "\n", "\n", "b & !c & d\n", "\n", "\n", "\n", "4\n", "\n", "4\n", "\n", "\n", "\n", "0->4\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "c & d\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!d\n", "\n", "\n", "\n", "1->3\n", "\n", "\n", "!c & d\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "c & d\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!d\n", "\n", "\n", "\n", "2->3\n", "\n", "\n", "!c & d\n", "\n", "\n", "\n", "3->1\n", "\n", "\n", "c\n", "\n", "\n", "\n", "3->3\n", "\n", "\n", "!c\n", "\n", "\n", "\n", "4->4\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7cbd50> >" ] }, "execution_count": 2, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "a = spot.translate('(a U b) & GFc & GFd', 'BA', 'complete'); a" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "The call the `spot.setup()` in the first cells has installed a default style for the graphviz output. If you want to change this style temporarily, you can call the `show(style)` method explicitely. For instance here is a vertical layout with the default font of GraphViz." ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 3, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "b & c & d\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "b & !d\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "0->3\n", "\n", "\n", "b & !c & d\n", "\n", "\n", "\n", "4\n", "\n", "4\n", "\n", "\n", "\n", "0->4\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "c & d\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!d\n", "\n", "\n", "\n", "1->3\n", "\n", "\n", "!c & d\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "c & d\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!d\n", "\n", "\n", "\n", "2->3\n", "\n", "\n", "!c & d\n", "\n", "\n", "\n", "3->1\n", "\n", "\n", "c\n", "\n", "\n", "\n", "3->3\n", "\n", "\n", "!c\n", "\n", "\n", "\n", "4->4\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ "" ] }, "execution_count": 3, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "a.show(\"v\")" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "If you want to add some style options to the existing one, pass a dot to the `show()` function in addition to your own style options:" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 4, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Inf(\n", "\n", ")\n", "[Büchi]\n", "\n", "cluster_0\n", "\n", "\n", "\n", "cluster_1\n", "\n", "\n", "\n", "cluster_2\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "b & c & d\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "b & !d\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "0->3\n", "\n", "\n", "b & !c & d\n", "\n", "\n", "\n", "4\n", "\n", "4\n", "\n", "\n", "\n", "0->4\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "c & d\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!d\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->3\n", "\n", "\n", "!c & d\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "c & d\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!d\n", "\n", "\n", "\n", "2->3\n", "\n", "\n", "!c & d\n", "\n", "\n", "\n", "3->1\n", "\n", "\n", "c\n", "\n", "\n", "\n", "3->3\n", "\n", "\n", "!c\n", "\n", "\n", "\n", "4->4\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ "" ] }, "execution_count": 4, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "a.show(\".st\")" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "The `translate()` function can also be called with a formula object. Either as a function, or as a method." ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 5, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/latex": [ "$a \\mathbin{\\mathsf{U}} b$" ], "text/plain": [ "spot.formula(\"a U b\")" ] }, "execution_count": 5, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "f = spot.formula('a U b'); f" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 6, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "I->1\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7cf480> >" ] }, "execution_count": 6, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "spot.translate(f)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 7, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "I->1\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7cfc00> >" ] }, "execution_count": 7, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "f.translate()" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "When used as a method, all the arguments are translation options. Here is a monitor:" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 8, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "t\n", "[all]\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "I->1\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7cf3f0> >" ] }, "execution_count": 8, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "f.translate('mon')" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "The following three cells show a formulas for which it makes a difference to select `'small'` or `'deterministic'`." ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 9, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/latex": [ "$\\mathsf{G} a \\lor \\mathsf{G} b \\lor \\mathsf{G} c$" ], "text/plain": [ "spot.formula(\"Ga | Gb | Gc\")" ] }, "execution_count": 9, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "f = spot.formula('Ga | Gb | Gc'); f" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 10, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "0->3\n", "\n", "\n", "c\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "3->3\n", "\n", "\n", "c\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ "" ] }, "execution_count": 10, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "f.translate('ba', 'small').show('.v')" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 11, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "6\n", "\n", "\n", "6\n", "\n", "\n", "\n", "I->6\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "6->6\n", "\n", "\n", "a & b & c\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "6->0\n", "\n", "\n", "!a & !b & c\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "6->1\n", "\n", "\n", "a & !b & !c\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "6->2\n", "\n", "\n", "!a & b & !c\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "6->3\n", "\n", "\n", "!a & b & c\n", "\n", "\n", "\n", "4\n", "\n", "\n", "4\n", "\n", "\n", "\n", "6->4\n", "\n", "\n", "a & !b & c\n", "\n", "\n", "\n", "5\n", "\n", "\n", "5\n", "\n", "\n", "\n", "6->5\n", "\n", "\n", "a & b & !c\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "c\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "3->0\n", "\n", "\n", "!b & c\n", "\n", "\n", "\n", "3->2\n", "\n", "\n", "b & !c\n", "\n", "\n", "\n", "3->3\n", "\n", "\n", "b & c\n", "\n", "\n", "\n", "4->0\n", "\n", "\n", "!a & c\n", "\n", "\n", "\n", "4->1\n", "\n", "\n", "a & !c\n", "\n", "\n", "\n", "4->4\n", "\n", "\n", "a & c\n", "\n", "\n", "\n", "5->1\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "5->2\n", "\n", "\n", "!a & b\n", "\n", "\n", "\n", "5->5\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ "" ] }, "execution_count": 11, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "f.translate('ba', 'det').show('v.')" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Here is how to build an unambiguous automaton:" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 12, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Inf(\n", "\n", ")\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "a | b\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "0->3\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "4\n", "\n", "4\n", "\n", "\n", "\n", "0->4\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "a | b\n", "\n", "\n", "\n", "2->3\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "2->4\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "3->2\n", "\n", "\n", "a | b\n", "\n", "\n", "\n", "3->3\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "4->4\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7d4930> >" ] }, "execution_count": 12, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "spot.translate('GFa -> GFb', 'unambig')" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Compare with the standard translation:" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 13, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Inf(\n", "\n", ")\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7d4cc0> >" ] }, "execution_count": 13, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "spot.translate('GFa -> GFb')" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "And here is the automaton above with state-based acceptance:" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 14, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "1->3\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "3->1\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "3->3\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7d4990> >" ] }, "execution_count": 14, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "a = spot.translate('GFa -> GFb', 'sbacc')\n", "a" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Some example of running the self-loopization algorithm on an automaton:" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 15, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "False" ] }, "execution_count": 15, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "a.is_empty()" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Reading from file (see `automaton-io.ipynb` for more examples)." ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 16, "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "Writing example1.aut\n" ] } ], "source": [ "%%file example1.aut\n", "HOA: v1\n", "States: 3\n", "Start: 0\n", "AP: 2 \"a\" \"b\"\n", "acc-name: Buchi\n", "Acceptance: 5 Inf(0)&Fin(1)&Fin(4) | Inf(2)&Inf(3) | Inf(1)\n", "--BODY--\n", "State: 0 {3}\n", "[t] 0\n", "[0] 1 {1}\n", "[!0] 2 {0 4}\n", "State: 1 {3}\n", "[1] 0\n", "[0&1] 1 {0}\n", "[!0&1] 2 {2 4}\n", "State: 2 \n", "[!1] 0\n", "[0&!1] 1 {0}\n", "[!0&!1] 2 {0 4}\n", "--END--" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 17, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "(Inf(\n", "\n", ") & Fin(\n", "\n", ") & Fin(\n", "\n", ")) | (Inf(\n", "\n", ")&Inf(\n", "\n", ")) | Inf(\n", "\n", ")\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->0\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7d4b70> >" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Inf(\n", "\n", ") | (Inf(\n", "\n", ")&Inf(\n", "\n", "))\n", "[Fin-less 3]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "0->3\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->3\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "4\n", "\n", "4\n", "\n", "\n", "\n", "1->4\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "2->0\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "2->3\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "2->4\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "3->3\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "4->3\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "4->4\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7d4e40> >" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Inf(\n", "\n", ")\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "1->3\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "4\n", "\n", "4\n", "\n", "\n", "\n", "1->4\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "2->0\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "2->3\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "2->4\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "3->3\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "3->4\n", "\n", "\n", "!a | !b\n", "\n", "\n", "\n", "4->4\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7d4c00> >" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "1->3\n", "\n", "\n", "!a & b\n", "\n", "\n", "\n", "4\n", "\n", "\n", "4\n", "\n", "\n", "\n", "1->4\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "2->3\n", "\n", "\n", "!a & b\n", "\n", "\n", "\n", "3->0\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "3->2\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "3->4\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "4->4\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f658bbc90> >" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "a = spot.automaton('example1.aut')\n", "display(a)\n", "display(spot.remove_fin(a))\n", "display(a.postprocess('TGBA', 'complete'))\n", "display(a.postprocess('BA'))" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 18, "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "!rm example1.aut" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 19, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "(Inf(\n", "\n", ") & Fin(\n", "\n", ") & Fin(\n", "\n", ")) | (Inf(\n", "\n", ")&Inf(\n", "\n", ")) | Inf(\n", "\n", ")\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "3\n", "\n", "3\n", "\n", "\n", "\n", "1->3\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "2->0\n", "\n", "\n", "!b\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->3\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "3->3\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7d4c00> >" ] }, "execution_count": 19, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "spot.complete(a)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 20, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7e2f90> >" ] }, "execution_count": 20, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "spot.complete(spot.translate('Ga'))" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 21, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "True" ] }, "execution_count": 21, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "spot.formula('(a W c) & FGa').is_syntactic_persistence()" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 22, "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "no\n" ] }, { "data": { "text/html": [ "
\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Inf(\n", "\n", ")\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "
\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Inf(\n", "\n", ")\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "!c\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "
" ], "text/plain": [ "" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" }, { "data": { "text/html": [ "
\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Inf(\n", "\n", ")&Inf(\n", "\n", ")\n", "[gen. Büchi 2]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0,0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "0,1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "1,1\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "!a & b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & !c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!a & !c\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!a & c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "a & !c\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "a & c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!a & !c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!a & c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "
\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Inf(\n", "\n", ")&Inf(\n", "\n", ")\n", "[gen. Büchi 2]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a & !b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "2\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->2\n", "\n", "\n", "!a & b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & !c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!a & !c\n", "\n", "\n", "\n", "1->2\n", "\n", "\n", "!a & c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "a & !c\n", "\n", "\n", "\n", "2->1\n", "\n", "\n", "a & c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!a & !c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "2->2\n", "\n", "\n", "!a & c\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "
" ], "text/plain": [ "" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "# Using +1 in the display options is a convient way to shift the \n", "# set numbers in the output, as an aid in reading the product.\n", "a1 = spot.translate('GF(a <-> Xa)')\n", "print(a1.prop_weak())\n", "a2 = spot.translate('a U b & GFc')\n", "display_inline(a1.show('.t'), a2.show('.t+1'))\n", "# the product should display pairs of states, unless asked not to (using '1').\n", "p = spot.product(a1, a2)\n", "display_inline(p.show('.t'), p.show('.t1'), per_row=2)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Explicit determinization after translation:" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 23, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7f18d0> >" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" }, { "data": { "text/plain": [ "False" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "a = spot.translate('FGa')\n", "display(a)\n", "display(a.is_deterministic())" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 24, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Fin(\n", "\n", ") & Inf(\n", "\n", ")\n", "[Rabin 1]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7d4b70> >" ] }, "execution_count": 24, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "spot.tgba_determinize(a)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Determinization by `translate()`. The `generic` option allows any acceptance condition to be used instead of the default generalized Büchi." ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 25, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Fin(\n", "\n", ")\n", "[co-Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7f1330> >" ] }, "execution_count": 25, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "spot.translate('FGa', 'generic', 'deterministic')" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Translation to state-based co-Büchi automaton" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 26, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Fin(\n", "\n", ")\n", "[co-Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "I->1\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "1->0\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ "" ] }, "execution_count": 26, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "spot.translate('FGa', 'coBuchi', 'deterministic', 'sbacc').show('.b')" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Translation to parity automaton. Specifying just `parity max odd` requires a parity acceptance. Adding `colored` ensures that each transition (or state if `sbacc` is also given) has a color, as people usually expect in parity automata." ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 27, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "Fin(\n", "\n", ") & (Inf(\n", "\n", ") | Fin(\n", "\n", "))\n", "[parity max odd 3]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "!a\n", "\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7f1450> >" ] }, "execution_count": 27, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "spot.translate('FGa', 'parity max odd', 'colored')" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Adding an atomic proposition to all edges" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 28, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7f18d0> >" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7f18d0> >" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "import buddy\n", "display(a)\n", "b = buddy.bdd_ithvar(a.register_ap('b'))\n", "for e in a.edges():\n", " e.cond &= b\n", "display(a)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Adding an atomic proposition to the edge between 0 and 1:" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 29, "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "[Büchi]\n", "\n", "\n", "\n", "0\n", "\n", "0\n", "\n", "\n", "\n", "I->0\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "0->0\n", "\n", "\n", "b\n", "\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "1\n", "\n", "\n", "\n", "0->1\n", "\n", "\n", "a & b & c\n", "\n", "\n", "\n", "1->1\n", "\n", "\n", "a & b\n", "\n", "\n", "\n" ], "text/plain": [ " *' at 0x7f9f5d7f18d0> >" ] }, "execution_count": 29, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "c = buddy.bdd_ithvar(a.register_ap('c'))\n", "for e in a.out(0):\n", " if e.dst == 1:\n", " e.cond &= c\n", "a" ] } ], "metadata": { "kernelspec": { "display_name": "Python 3", "language": "python", "name": "python3" }, "language_info": { "codemirror_mode": { "name": "ipython", "version": 3 }, "file_extension": ".py", "mimetype": "text/x-python", "name": "python", "nbconvert_exporter": "python", "pygments_lexer": "ipython3", "version": "3.8.3" } }, "nbformat": 4, "nbformat_minor": 2 }