Casting a value from one fintype to another?

Being a Coq newbie, I am stuck on this problem. Hopefully, someone can help!

Given an encoding of finite types in Coq as below –

Fixpoint fin (n : nat) : Type :=
  match n with
  | 0 => False
  | S m => option (fin m)
  end.

Is it possible to define a function that lifts a value from fin (S n) to fin (S (S n)), while keeping the value the same. Thus, I am hoping to have the following equalities such as –

@up 2 (None : fin 2) = (None : fin 3)

@up 2 (Some None : fin 2) = (Some None : fin 3)

I thought of writing this –

Fixpoint up {n:nat} : fin (S n) -> fin (S (S n)) :=
fun p => match p with 
         | None => None 
         | Some p' => Some (up p)

But it is rejected. Intuitively I understand that it is possible because – members of fin 2 - None, Some None are members of fin 3 - None, Some None, Some (Some None) and so on. But I am not able to write the function for the same. I suspect its because the recursive definition has to deal with @up 0 where there should be an empty match, but I am not sure how to write this case. Any help would be appreciated! Thanks

You will need dependent pattern matching for your term to type-check properly.

Your structural parameter can only be n because this is the sole parameter of your Fixpoint. Your recursive call must be applied on a sub-term of n so you need a match on n somewhere.

I would favor the solution below, of return type fin n -> fin (S n), which is a bit more general, but you can specialize it to fin (S n) -> fin (S (S n)) later on of needed:

Fixpoint up {n} : fin n -> fin (S n) :=
  match n return fin n -> fin (S n) with 
  | 0   => fun p => match p with end
  | S n => fun p => match p with 
                    | None => None
                    | Some q => Some (up q)
                    end
  end.

Goal forall n, @up (S n) None = None.
Proof. reflexivity. Qed.

Goal forall n (p : fin n), @up (S n) (Some p) = Some (up p).
Proof. reflexivity. Qed.

Fixpoint fin2nat {n} : fin n -> nat :=
  match n with 
  | 0   => fun p => match p with end
  | S n => fun p => match p with
                    | None   => 0
                    | Some p => S (fin2nat p)
                    end
  end.

Eval compute in @fin2nat 8 (Some (Some (Some None))).
Eval compute in @fin2nat 20 (Some (Some (Some None))).

Fact up_correct {n} p : fin2nat (@up n p) = fin2nat p.
Proof.
  induction n as [ | n IHn ] in p |- *; destruct p; simpl fin2nat; trivial.
  f_equal; exact (IHn _).
Qed. 

3

A useful way to debug is to go to replace your definition by its proof mode counterpart to see what is happening:

Fixpoint up {n:nat} : fin (S n) -> fin (S (S n)).
cbn in *. intro p; destruct p as [p' |].
- (* case Some *)
- (* case None *)

if you do, you’ll see that you are trying to build a term of type option (option (fin n)) knowing:

up: forall n : nat,
     option (fin n) ->
     option (option (fin n))
n: nat
p': fin n
--------------------------------
option (option (fin n))

so obviously up p does not type check

But actually you are thinking too much, here there is no need for induction as fin (S n) is option n so you can just define up {n} : fin n -> fin (S n) as Some:

Definition up {n:nat} : fin n -> fin (S n) := Some.

1

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật