寻求基于Z3 C绑定（z3.h）的极简方程求解示例

下面是对应你给出的SMT2代码的纯C语言Z3绑定实现，完全覆盖变量声明、断言设置、可满足性检查及变量值获取的核心需求：

核心代码（z3_example.c） #

#include <z3.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    // 初始化Z3上下文
    Z3_config cfg = Z3_mk_config();
    Z3_context ctx = Z3_mk_context(cfg);
    Z3_solver solver = Z3_mk_solver(ctx);

    // 声明实数变量x
    Z3_sort real_sort = Z3_mk_real_sort(ctx);
    Z3_symbol x_sym = Z3_mk_string_symbol(ctx, "x");
    Z3_ast x = Z3_mk_const(ctx, x_sym, real_sort);

    // 构建等式：4*x +4 =20
    Z3_ast four = Z3_mk_real_int(ctx, 4);
    Z3_ast twenty = Z3_mk_real_int(ctx, 20);
    Z3_ast mul = Z3_mk_mul(ctx, 2, (Z3_ast*)&four, (Z3_ast*)&x);
    Z3_ast add = Z3_mk_add(ctx, 2, (Z3_ast*)&mul, (Z3_ast*)&four);
    Z3_ast eq = Z3_mk_eq(ctx, add, twenty);

    // 添加断言到求解器
    Z3_solver_assert(ctx, solver, eq);

    // 检查可满足性
    Z3_lbool result = Z3_solver_check(ctx, solver);
    if (result == Z3_L_TRUE) {
        printf("sat\n");
        // 获取模型并提取x的值
        Z3_model model = Z3_solver_get_model(ctx, solver);
        Z3_ast x_val;
        if (Z3_model_eval(ctx, model, x, Z3_TRUE, &x_val)) {
            printf("x = %s\n", Z3_ast_to_string(ctx, x_val));
        }
        Z3_model_dec_ref(ctx, model);
    } else if (result == Z3_L_FALSE) {
        printf("unsat\n");
    } else {
        printf("unknown\n");
    }

    // 清理资源
    Z3_solver_dec_ref(ctx, solver);
    Z3_del_context(ctx);
    Z3_del_config(cfg);

    return 0;
}

编译命令 #

确保系统中已安装Z3库和头文件，执行以下命令编译：

gcc -o z3_example z3_example.c -lz3

如果Z3未安装在系统默认路径，需手动指定头文件和库路径：

gcc -o z3_example z3_example.c -I/path/to/z3/include -L/path/to/z3/lib -lz3

代码关键步骤说明 #

• 上下文初始化：创建Z3配置和上下文，这是所有Z3操作的基础载体
• 变量声明：通过Z3_mk_const创建实数类型的变量x
• 表达式构建：调用Z3提供的算术API，逐步构建4*x +4 =20的等式表达式
• 断言与求解：将等式断言添加到求解器，调用Z3_solver_check检查问题的可满足性
• 模型提取：若问题可满足，从求解器返回的模型中提取变量x的具体值并打印
• 资源清理：释放所有Z3对象，避免内存泄漏

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Frigo