Temel olarak, bu araç, bazı koşulları sağlaması gereken değişkenler için değerler bulmamıza yardımcı olacak ve bunları elle hesaplamak oldukça can sıkıcı olacaktır. Bu nedenle, Z3'e değişkenlerin sağlaması gereken koşulları belirtebilirsiniz ve mümkünse bazı değerler bulacaktır.
#pip3 install z3-solverfrom z3 import*s =Solver()#The solver will be given the conditionsx =Bool("x")#Declare the symbos x, y and zy =Bool("y")z =Bool("z")# (x or y or !z) and ys.add(And(Or(x,y,Not(z)),y))s.check()#If response is "sat" then the model is satifable, if "unsat" something is wrongprint(s.model())#Print valid values to satisfy the model
Ints/Simplify/Reals
from z3 import*x =Int('x')y =Int('y')#Simplify a "complex" ecuationprint(simplify(And(x +1>=3, x**2+ x**2+ y**2+2>=5)))#And(x >= 2, 2*x**2 + y**2 >= 3)#Note that Z3 is capable to treat irrational numbers (An irrational algebraic number is a root of a polynomial with integer coefficients. Internally, Z3 represents all these numbers precisely.)
#so you can get the decimals you need from the solutionr1 =Real('r1')r2 =Real('r2')#Solve the ecuationprint(solve(r1**2+ r2**2==3, r1**3==2))#Solve the ecuation with 30 decimalsset_option(precision=30)print(solve(r1**2+ r2**2==3, r1**3==2))
Modeli Yazdırma
from z3 import*x, y, z =Reals('x y z')s =Solver()s.add(x >1, y >1, x + y >3, z - x <10)s.check()m = s.model()print ("x = %s"% m[x])for d in m.decls():print("%s = %s"% (d.name(), m[d]))
Makine Aritmetiği
Modern CPU'lar ve yaygın programlama dilleri sabit boyutlu bit vektörleri üzerinde aritmetik kullanır. Makine aritmetiği Z3Py'de Bit-Vektörler olarak mevcuttur.
from z3 import*x =BitVec('x', 16)#Bit vector variable "x" of length 16 bity =BitVec('y', 16)e =BitVecVal(10, 16)#Bit vector with value 10 of length 16bitsa =BitVecVal(-1, 16)b =BitVecVal(65535, 16)print(simplify(a == b))#This is True!a =BitVecVal(-1, 32)b =BitVecVal(65535, 32)print(simplify(a == b))#This is False
Signed/Unsigned Numbers
Z3, bit-vektörünün işaretli mi yoksa işaretsiz mi olarak değerlendirildiğinin önemli olduğu aritmetik işlemlerin özel işaretli versiyonlarını sağlar. Z3Py'de, operatörler <, <=, >, >=, /, % ve >>işaretli versiyonlara karşılık gelir. Karşılık gelen işaretsiz operatörler ise ULT, ULE, UGT, UGE, UDiv, URem ve LShR.
from z3 import*# Create to bit-vectors of size 32x, y =BitVecs('x y', 32)solve(x + y ==2, x >0, y >0)# Bit-wise operators# & bit-wise and# | bit-wise or# ~ bit-wise notsolve(x & y ==~y)solve(x <0)# using unsigned version of <solve(ULT(x, 0))
Fonksiyonlar
Yorumlanan fonksiyonlar aritmetik gibi, burada fonksiyon + sabit bir standart yorum ile (iki sayıyı toplar). Yorumlanmamış fonksiyonlar ve sabitler maksimum esneklik sağlar; bunlar, fonksiyon veya sabit üzerindeki kısıtlamalarlatutarlı olan herhangi bir yoruma izin verir.
Örnek: f'nin x'e iki kez uygulanması x'e geri döner, ancak f'nin x'e bir kez uygulanması x'ten farklıdır.
from z3 import*x =Int('x')y =Int('y')f =Function('f', IntSort(), IntSort())s =Solver()s.add(f(f(x)) == x, f(x) == y, x != y)s.check()m = s.model()print("f(f(x)) =", m.evaluate(f(f(x))))print("f(x) =", m.evaluate(f(x)))print(m.evaluate(f(2)))s.add(f(x) ==4)#Find the value that generates 4 as responses.check()print(m.model())
Örnekler
Sudoku çözücü
# 9x9 matrix of integer variablesX = [ [ Int("x_%s_%s"% (i+1, j+1))for j inrange(9) ]for i inrange(9) ]# each cell contains a value in {1, ..., 9}cells_c = [ And(1<= X[i][j], X[i][j] <=9)for i inrange(9)for j inrange(9) ]# each row contains a digit at most oncerows_c = [ Distinct(X[i])for i inrange(9) ]# each column contains a digit at most oncecols_c = [ Distinct([ X[i][j] for i inrange(9) ])for j inrange(9) ]# each 3x3 square contains a digit at most oncesq_c = [ Distinct([ X[3*i0 + i][3*j0 + j]for i inrange(3) for j inrange(3) ])for i0 inrange(3)for j0 inrange(3) ]sudoku_c = cells_c + rows_c + cols_c + sq_c# sudoku instance, we use '0' for empty cellsinstance = ((0,0,0,0,9,4,0,3,0),(0,0,0,5,1,0,0,0,7),(0,8,9,0,0,0,0,4,0),(0,0,0,0,0,0,2,0,8),(0,6,0,2,0,1,0,5,0),(1,0,2,0,0,0,0,0,0),(0,7,0,0,0,0,5,2,0),(9,0,0,0,6,5,0,0,0),(0,4,0,9,7,0,0,0,0))instance_c = [ If(instance[i][j] ==0,True,X[i][j] == instance[i][j])for i inrange(9)for j inrange(9) ]s =Solver()s.add(sudoku_c + instance_c)if s.check()== sat:m = s.model()r = [ [ m.evaluate(X[i][j])for j inrange(9) ]for i inrange(9) ]print_matrix(r)else:print"failed to solve"
