Searching entangled program spaces
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搜索纠缠的程序空间
DOI：
10.1145/3547622
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发表时间：
2022
影响因子：
--
通讯作者：
Polikarpova, Nadia
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Koppel, James;Guo, Zheng;de Vries, Edsko;Solar-Lezama, Armando;Polikarpova, Nadia
许多问题领域，包括程序综合和基于重写的优化，都需要搜索天文数字般的大空间的程序。现有的方法通常依赖于构建专门的数据结构（版本空间代数、有限树自动机或电子图）来紧凑地表示此类空间。从本质上讲，所有这些数据结构都利用了子项的独立性。因此，它们无法有效地表示更复杂的程序空间，其中子项的选择是纠缠的。我们引入了等式约束树自动机（ECTA），这是一种新的数据结构，旨在紧凑地表示具有纠缠子项的程序的大空间。我们提出了从 ECTA 中提取程序的有效算法，并在高性能 Haskell 库 ecta 中实现。使用ecta库，我们构建了Hectare，一个Haskell的类型驱动程序合成器。 Hectare 的性能明显优于最先进的合成器 Hoogle+，平均加速率为 8 倍，尽管其实现要小一个数量级。
Many problem domains, including program synthesis and rewrite-based optimization, require searching astronomically large spaces of programs. Existing approaches often rely on building specialized data structures—version-space algebras, finite tree automata, or e-graphs—to compactly represent such spaces. At their core, all these data structures exploit independence of subterms; as a result, they cannot efficiently represent more complex program spaces, where the choices of subterms are entangled.We introduceequality-constrained tree automata(ECTAs), a new data structure, designed to compactly represent large spaces of programs with entangled subterms. We present efficient algorithms for extracting programs from ECTAs, implemented in a performant Haskell library, ecta. Using the ecta library, we construct Hectare, a type-driven program synthesizer for Haskell. Hectare significantly outperforms a state-of-the-art synthesizer Hoogle+—providing an average speedup of 8×—despite its implementation being an order of magnitude smaller.
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