% =================================================================
:- pred constr(bool).
:- mode constr(in).
:- ignore constr/1.

% =================================================================
% Program. ascending sorting
:- pred insertionsort(list(int),list(int)).
:- mode insertionsort(in,out).

insertionsort([],[]).
insertionsort([X|Xs],S) :- ord_ins(X,TS,S),
         insertionsort(Xs,TS).

:- pred ord_ins(int,list(int),list(int)).   
:- mode ord_ins(in,in,out).

ord_ins(A,[],[A]).
ord_ins(A,[B|Xs],[A,B|Xs]) :- constr( A=<B ).
ord_ins(A,[B|Xs],[B|AXs]) :- constr( A>B ), 
     ord_ins(A,Xs,AXs).

% =================================================================
% catamorphisms

:- pred is_asorted(list(int),bool).
:- mode is_asorted(in,out).
:- cata is_asorted/2-1.

is_asorted([],Res) :- constr(Res).
is_asorted([H|T],Res) :-
    hd(T,IsDefT,HdT),
    is_asorted(T,ResT),
    constr(Res=(IsDefT => (H=<HdT & ResT))).

% ---
:- pred hd(list(int),bool,int).
:- mode hd(in,out,out).
:- cata hd/3-1.

hd([],IsDef,Hd) :- constr( ~IsDef & Hd=0 ).    % 0 can be any int.
hd([H|T],IsDef,Hd) :- constr( IsDef & Hd=H ).
  
% =================================================================
% Verification. 
% Property:
:- pred ff1. 
ff1 :- 
     constr( ~(SS)), 
     is_asorted(L,LS),  
     is_asorted(S,SS), 
     insertionsort(L,S).

% abstraction

:- spec ord_ins(A,L1,L2) ==> is_asorted(L1,SL1) , is_asorted(L2,SL2).

% =================================================================
:- query ff1/0.
% =================================================================