Lvc.Constr.CSetBasic

Require Export Setoid Coq.Classes.Morphisms.
Require Export Sets SetInterface SetConstructs SetProperties.
Require Import EqDec CSetNotation Util CSetTac.

Section theorems.
  Variable X : Type.
  Context `{OrderedType X}.

  Lemma single_spec_neq (x y:X)
    : x ∈ {{ y }} → x === y.

  Lemma neq_not_in_single (x y:X)
    : x =/= y → ¬x ∈ {{y}}.

  Lemma minus_empty (s:set X)
    : s \ ∅ ≅ s.

  Lemma minus_in_in s t (x:X)
    : x ∈ (s \ t) → x ∈ s ∧ ¬x ∈ t.

  Lemma in_in_minus s t (x:X)
    : x ∈ s → ¬x ∈ t → x ∈ (s \ t).

  Lemma union_comm (s t:set X)
    : s ∪ t ≅ t ∪ s .

  Lemma minus_inane_set (s t:set X)
    : s ∩ t ≅ ∅ → (s \ t) ≅ s.

  Lemma minus_union_set (s t:set X)
    : s ∩ t ≅ ∅ → ((s ∪ t) \ t) ≅ s.

  Lemma in_minus_neq s (x y:X)
    : x =/= y → x ∈ s
    → x ∈ (s\{{y}}).

  Lemma add_inane s (x:X)
    : x ∈ s
    → s ≅ ({{x}} ∪ s).

  Lemma in_single_union s (y:X)
    : y ∈ {{y}} ∪ s.

  Lemma minus_union (s t u:set X)
    : (s \ t \ u) ≅ s \ (t ∪ u).

  Lemma incl_empty (s:set X)
    : ∅ ⊆ s.

  Lemma incl_singleton (x:X) (s:set X)
    : x ∈ s → singleton x ⊆ s.

  Lemma minus_incl (s t:set X)
    : (s\t) ⊆ s.

  Lemma empty_neutral_union (s:set X)
    : ∅ ∪ s ≅ s.

  Lemma incl_add s (x:X)
    : s ⊆ ({{x}} ∪ s).

  Lemma incl_refl (s:set X)
  : s ⊆ s.

  Lemma incl_right (s t:set X)
    : s ⊆ (t ∪ s).

  Lemma incl_add´ (s:set X) x
    : s ⊆ {x; s}.

  Lemma in_add´ (s:set X) x
    : x ∈ {x; s}.

  Lemma incl_minus (s t : set X)
    : (s \ t) ⊆ s.

  Lemma union_assoc (s t u : set X)
    : s ∪ t ∪ u ≅ s ∪ (t ∪ u).

  Lemma union_minus_incl (s t:set X)
    : ((t ∪ s) \ t) ⊆ s.

  Lemma incl_minus_lr (s s´ t t´:set X)
    : s ⊆ s´ → t ⊆ t´ → s \ t´ ⊆ s´ \ t.

  Lemma union_idem (s:set X)
    : s ∪ s ≅ s.

  Lemma minus_in s t (x:X)
    : x ∉ s → x ∉ t → x ∉ (s ∪ t).

  Lemma union_cases s t (x:X)
    : x ∈ (s ∪ t) → x ∈ s ∨ x ∈ t.

  Lemma not_in_union_comp (s t : set X) x :
    ¬x ∈ s ∧ ¬x ∈ t → ¬x ∈ (s ∪ t).

  Lemma not_in_union_decomp s t (x:X)
    : x ∉ (s ∪ t) → x ∉ s ∧ x ∉ t.

  Lemma union_left s t (x:X)
    : x ∈ s → x ∈ (s ∪ t).

  Lemma union_right s t (x:X)
    : x ∈ t → x ∈ (s ∪ t).

  Lemma set_fact_2 s t (x:X)
    : (s \ ({{x}} ∪ t)) \ {{x}} ≅ s \ ({{x}} ∪ t).

  Lemma incl_union_absorption (s t:set X)
    : s ⊆ t → s ∪ t ≅ t.

  Lemma incl_union_lr (s s´ t t´:set X)
    : s ⊆ s´ → t ⊆ t´ → s ∪ t ⊆ s´ ∪ t´.

  Lemma incl_left (s t:set X)
    : s ⊆ (s ∪ t).

  Lemma in_meet (s t:set X) (x:X)
    : x ∈ s → x ∈ t → x ∈ s ∩ t.

  Lemma meet_in (s t:set X) (x:X)
    : x ∈ s ∩ t → x ∈ s ∧ x ∈ t.

  Lemma meet_incl (s t u:set X)
    : s ⊆ u → s ∩ t ⊆ u.

  Lemma meet_comm (s t:set X)
    : s ∩ t ≅ t ∩ s.

  Lemma incl_meet (s t:set X)
    : s ⊆ t → s ≅ s ∩ t.

  Lemma minus_meet (s t u:set X)
    : (s \ t) ∩ u ≅ s ∩ u \ t.

  Lemma set_incl (s t: set X)
    : s ⊆ t → t ⊆ s → t ≅ s.

  Lemma elements_nil_eset (s : set X) :
    s ≅ ∅ ↔ elements s = nil.

  Lemma union_meet_distr_r (s t u : set X) :
    (s ∪ t) ∩ u ≅ (s ∩ u) ∪ (t ∩ u).

  Lemma union_is_empty (s t : set X) :
    s ∪ t ≅ ∅ → (s ≅ ∅ ∧ t ≅ ∅).

  Lemma smaller_meet_empty (s t u : set X) :
    (s ∪ t) ∩ u ≅ ∅ → t ∩ u ≅ ∅.

  Lemma empty_intersection_in_one_not_other (s t : set X) x :
    s ∩ t ≅ ∅ → x ∈ s → ¬ x ∈ t.

  Lemma meet_assoc (s t u : set X)
    : s ∩ t ∩ u ≅ s ∩ (t ∩ u).

  Lemma incl_meet_lr (s s´ t t´:set X)
    : s ⊆ s´ → t ⊆ t´ → s ∩ t ⊆ s´ ∩ t´.

  Lemma meet_in_union (s t : set X)
    : s ∩ t ⊆ s ∪ t.

  Lemma minus_dist_union (s t u:set X)
    : (s ∪ t) \ u ≅ (s \ u) ∪ (t \ u).

  Lemma minus_dist_intersection (s t u:set X)
    : (s ∩ t) \ u ≅ (s \ u) ∩ (t \ u).

  Lemma incl_not_member (s t:set X) x
    : s ⊆ t → ¬x ∈ t → ¬x ∈ s.

  Lemma incl_meet_empty (s t u:set X)
    : s ⊆ t → u ∩ t ≅ empty → u ∩ s ≅ empty.

  Lemma union_incl_split (s t u : set X)
    : s ⊆ u → t ⊆ u → s ∪ t ⊆ u.

  Lemma union_minus_remove (a b : set X)
        : (a ∪ b) \ a ≅ b \ a.

  Lemma minus_incl_meet_special2 (c c´ d : set X)
    : c ⊆ d
    → c ⊆ c´
    → c ∩ (c´ \ (c \ d)) ≅ c.

  Lemma meet_minus (s t : set X)
    : s ∩ (t \ s) ≅ ∅.

  Lemma meet_in_left (s t : set X)
    : s ∩ t ⊆ s.

  Lemma not_in_meet_empty (D:set X) x
    : ¬ x ∈ D
    → D ∩ {{x}} ≅ ∅.

  Lemma incl_eq (s t:set X)
    : s ⊆ t → t ⊆ s → t ≅ s.

  Lemma eq_incl (s t:set X)
    : t ≅ s → s ⊆ t ∧ t ⊆ s.

  End theorems.

  Section moretheorems.

  Require Import List.
  Variable X : Type.
  Context `{OrderedType X}.

  Hypothesis equiv_is_eq : _eq = eq.

End moretheorems.

Definition addf {X} `{OrderedType X} {Y} `{OrderedType Y} (f:X→Y) :=
  (fun x t ⇒ add (f x) t).

Add Parametric Morphism {X} `{OrderedType X} {Y} `{OrderedType Y} (f:X→Y)
  `{Proper _ (_eq ==> _eq) f}
  : (addf f)
  with signature
    _eq ==> Equal ==> Equal as addf_morphism.

Add Parametric Morphism {X} `{OrderedType X} {Y} `{OrderedType Y} (f:X→Y)
  : (addf f)
  with signature
    eq ==> Equal ==> Equal as addf_morphism2.

Lemma addf_transpose {X} `{OrderedType X} {Y} `{OrderedType Y} (f:X→Y)
 : transpose Equal (addf f).

Lemma minus_union_both X `{OrderedType X} (s t: set X) x
  : x ∉ s → s \ t [=] (s ∪ {{x}}) \ (t ∪ {{x}}).

Lemma list_eq_eq {X} {L L´:list X}
  : list_eq eq L L´ ↔ L = L´.

Lemma minus_idem X `{OrderedType X} (s t:set X)
: s \ t [=] (s \ t) \ t.

Lemma meet_incl_eq {X} `{OrderedType X} (s s´ t t´:set X)
: t´ ⊆ t → s ∩ t [=] s´ ∩ t → s ∩ t´ [=] s´ ∩ t´.

Lemma InA_in {X} `{OrderedType X} x L
 : InA _eq x L ↔ x ∈ of_list L.

Lemma minus_minus_eq {X} `{OrderedType X} (s t : set X)
  : s [=] s \ (t \ s).

Lemma union_incl_left {X} `{OrderedType X} (s t u: set X)
: s ⊆ t → s ⊆ t ∪ u.

Lemma of_list_app X `{OrderedType X} (A B: list X)
  : of_list (A ++ B) [=] of_list A ∪ of_list B.

Lemma incl_set_left X `{OrderedType X} (s t : set X)
: s [=] t → s [<=] t.

Lemma minus_inter_empty X `{OrderedType X} s t u
: s ∩ t [=] s ∩ u
  → s \ t [=] s \ u.