如何处理在 prolog 的目标/查询中传递的方程？答案

【问题标题】：How do I work with equations that are passed on in the goal/query of prolog?如何处理在 prolog 的目标/查询中传递的方程？
【发布时间】：2012-02-04 17:51:15
【问题描述】：

我有这种情况，其中我在 Prolog 查询中得到一个线性方程，如下所示：

?- myquery( 3X + 5Y = 10, Result).

所以我的查询有一个方程 3X + 5Y = 10，它通常采用 AX + BY = C 的形式，其中 A=3、B=5 和 C=10。

现在，在我的 prolog 程序中，我试图定义一个谓词，它可以接受上面查询中提到的表达式。也就是说，我想以某种方式获取 A、B 和 C 值以及所涉及的运算符（在上述情况下为加号运算符），然后将其用于我在程序中定义的逻辑。我想知道如何做到这一点。

更笼统地说，问题是如何识别通过目标/查询传递的方程中涉及的常量和运算符？

【问题讨论】：

您使用的是什么 prolog 实现？看来在 swi-prolog 中你不能有你描述的形式的参数 (3X + 5Y = 10)
我正在寻找 eclipse prolog，但应该没问题，我只需要正确理解概念即可。

标签： prolog predicate equation clpq

【解决方案1】：

SWI-Prolog 有一个约束 library clp(Q,R) 可以在符号级别求解这些方程：

[debug]  ?- [library(clpq)].
% library(clpq) compiled into clpq 0,27 sec, 992 clauses
true.

?- {3 * X + 5 * Y = 10}.
{Y=2-3 rdiv 5*X}.

Eclipse 肯定会有更高级的东西。这些库并不简单，很难......

您感兴趣的是，Prolog 语法被用作宿主语言，因此可以应用通常的内置函数来识别变量、常量等。

【讨论】：

【解决方案2】：

以下文字记录可能很有启发性：

32 ?- Term = (3*_X + 5*_Y = 10), functor(Term,F,A).

Term = 3*_G527+5*_G530=10
F = =
A = 2 

33 ?- Term = (3*_X + 5*_Y = 10), arg(Arg,Term,Val).

Term = 3*_G459+5*_G462=10
Arg = 1
Val = 3*_G459+5*_G462 ; % user pressed ';' interactively

Term = 3*_G459+5*_G462=10
Arg = 2
Val = 10 ; % user pressed ';' interactively

No
35 ?- Term = (3*_X + 5*_Y = 10), arg(1,Term,Val1), functor(Val1,F1,A1),
      arg(2,Val1,Val12).

Term = 3*_G693+5*_G696=10
Val1 = 3*_G693+5*_G696
F1 = +
A1 = 2
Val12 = 5*_G696

最后一个查询内容为：对于给定的Term，Term 的第一个arg 是Val1，Val1 的函子是F1 与arity A1（意思是，它有@987654329 @ args - 子部分 - 本身），并且 Val1 中术语的第二个 arg 存储在 Val12 名称下。澄清一下，Prolog 中的任何符号数据都采用fff(aa,bb,cc,...) 的形式，其中fff 是某个名称，称为functor，并且可以通过arg 访问该表达式中的“参数”打电话。

这意味着原始表达式(3*_X + 5*_Y = 10)实际上存储在Prolog中为'='( '+'( '*'(3,_X), '*'(5,_Y)), 10)。当您到达原子部分（arity 为 0 的函子）时，您可以进一步检查它们：

47 ?- arg(1,(3*X),V), functor(V,F,A), number(V).

X = _G441
V = 3
F = 3
A = 0 

Yes

编辑：回答您的其他问题（来自 cmets）：

1 ?- (3*_X + 5*_Y = 10) = (A*X + B*Y = C).

A = 3
X = _G412
B = 5
Y = _G415
C = 10 

Yes

如果您坚持不明确写出乘号 *，则必须将您的术语表示为字符串，并分析该字符串。那将是一项更复杂的任务。

编辑：要尝试的另一件事是=.. 谓词，称为“Univ”：

4 ?- (3*_X + 5*_Y = 10) =.. X.

X = [=, 3*_G454+5*_G457, 10] 

Yes
5 ?- (3*_X + 5*_Y = 10) =.. X, X=[X1,X2,X3], X2 =.. Y.

X = [=, 3*_G545+5*_G548, 10]
X1 = =
X2 = 3*_G545+5*_G548
X3 = 10
Y = [+, 3*_G545, 5*_G548] 

Yes

【讨论】：

感谢您的编辑。我现在似乎明白了逻辑。让我试试看。
@kallakafar 顺便说一句，如果您不知道，在 Stackoverflow 中，您可以接受一个答案，如果/您认为回答了您的问题，请点击大的空白绿色旁边的复选标记（V 形）。它会给作者一些声望点（15？）。此外，可以对答案进行“投票”，从而获得 10 分。 SO 经验的一部分。 :)
是的，我确实试图支持这个答案，但后来它说我自己需要 15 分才能做到这一点，不幸的是我没有。我没有将其标记为已回答，以便我可以自己尝试一下，也许可以发布后续问题。 :) 我会的，一旦我完成了……当然！谢谢，威尔。
@kallakafar 我在答案中添加了更多示例代码，请查看。 :)
谢谢你，@Will Ness。我仍在尝试您的解决方案，但我想我明白了您的意思。如果我还有问题，我会更新这篇文章。谢谢！

【解决方案3】：

例如，您可以使用术语检查谓词：arg/3、functor/3、var/1、(=..)/2 等。

【讨论】：

Umm.. 您能否详细说明如何将 3 存储在 A1、x 作为 A2、5 作为 B1、Y 作为 B2 和 10 作为 C（来自我在主要问题中给出的示例） ..？对于我引用的示例，我仍在为如何使用 arg（或就此而言 functor/3、var/1 等）而苦苦挣扎。谢谢！

【解决方案4】：

您可能想查看使用术语重写规则实现的符号区分的示例；他们处理这样的表达。

以下是《条款和效果》一书中的一章（减一页），您可能会发现它很有用： Clause and Effect - Chapter Six: Term Rewriting

Prolog 的艺术中的另一个：高级编程技术 23 An equation solver

Programming in Prolog 也有一节 (7.11) 关于符号微分。

【讨论】：