带有先决条件的 Prolog 路径查找

Question

所以我尝试自己制作这个程序，但我真的坚持下去了。问题如下：

给定网络中的任务 T，到 T 的路径是任务列表 从没有先决条件的任务 X 开始，以 T 结束，以及 这样列表中的每个元素，除了 X，都有它的前身作为 先决条件。

• 如果任务 T 没有先决条件，那么给定的只有一条路径 按列表 [T]。

• 否则到 T 的路径可以通过计算所有 T 的先决条件的路径并使用元素扩展这些路径 T.

• 一个列表Ts中所有任务路径的列表可以通过启动计算 使用空列表并附加通向每个列表的路径 连续元素。

定义谓词路径和所有路径以分别计算路径 到单个任务和列表中给出的任务，例如

?- paths(f,Paths).

Paths = [[b, c, f]]

?- paths(g,Paths).

Paths = [[e, g], [b, c, f, g], [k,h,g]].

先决条件是这样的：

prereqs(e,[]).
prereqs(f,[c]).
prereqs(g,[e,f,h]).

我尝试定义路径谓词，但我得到的不是一个列表，而是嵌套列表。

add(X, List, [X|List]).

path(T, [H|Hs]) :-
    prereqs(T, []),
    add(T, [], [H|Hs]).

path(T, [H|Hs]) :-
    prereqs(T, [N|_]),
    add(T,[] , Hs),
    path(N, H).

我在询问时得到以下答案：

?- path(f, Path).
Path = [[[b], c], f] .

?- path(e, Path).
Path = [e] .

在这一点上，我不明白如何使它正确。

Answer 1

你很接近，但列表语法似乎让你有点困惑。而且，不幸的是，您的 add 谓词没有帮助。

让我们尝试了解add 在您使用它的两种情况下的含义。在path 的第一个子句中，您的目标是add(T, [], [H|Hs])。我们可以问 Prolog 这是什么意思：

?- add(T, [], [H|Hs]).
T = H,
Hs = [].

所以path 的第一个子句只有在Hs 是空列表时才适用（因此[H|Hs] 与[H] 相同）并且T 与H 相同。因此，我们可以像这样重写该子句：

path(T, [T]) :-
    prereqs(T, []).

这看起来有道理，实际上是规范相关部分直接翻译成Prolog：

如果任务 T 没有先决条件，则列表 [T] 给出了一个到达它的单一路径。

现在让我们尝试在path 的第二个子句中使用add。它采用以下形式：

?- add(T, [], Hs).
Hs = [T].

如上简化path 的第二个子句，使用这个等式，得到：

path(T, [H, T]) :-
    prereqs(T, [N|_]),
    path(N, H).

注意头部的第二个参数是[H, T]，因为[H|Hs] = [H|[T]] = [H, T]。因此，这只能对二元素列表成功，这就是您所看到的。 （每个列表的第一个元素可以是另一个嵌套的二元素列表。）

您正在寻找的是更多类似这些方面的东西：

path(T, Path) :-
    prereqs(T, [N|_]),
    path(N, PathToPrerequisite),
    append(PathToPrerequisite, [T], Path).

这仍然有一个错误，它不会找到所有路径，但它至少可以生成它找到的正确格式的路径：

?- path(f, Path).
Path = [b, c, f] ;
false.