在约束成立和不成立的情况下生成随机值

Question

我有以下几点：

:-use_module(library(clpfd)).

list_index_value(List,Index,Value):-
  nth0(Index,List,Value).

length_conindexes_conrandomvector(Length,Conindexs,Randomvector):-
  length(Randomvector,Length),
  same_length(Conindexs,Ones),
  maplist(=(1),Ones),
  maplist(list_index_value(Randomvector),Conindexs,Ones),
  term_variables(Randomvector,Vars),
  maplist(random_between(0,1),Vars).

length_conindexes_notconrandomvector(Length,Conindexes,Randomvector):-
  length(Randomvector,Length),
  length(Conindexes,NumberOfCons),
  same_length(Conindexes,Values),
  sum(Values,#\=,NumberOfCons),
  maplist(list_index_value(Randomvector),Conindexes,Values),
  term_variables(Randomvector,Vars),
  repeat,
  maplist(random_between(0,1),Vars).

length_conindexes_conrandomvector/3 用于生成一个由 1 和 0 组成的随机向量，其中 conindexes 位置的元素为 1。

 ?-length_conindexes_conrandomvector(4,[0,1],R).
 R = [1, 1, 0, 1].

length_conindexes_notconrandomvector/3 用于生成一个随机向量，其中并非所有的索引都是 1。

?- length_conindexes_notconrandomvector(3,[0,1,2],R).
R = [1, 0, 1] ;
R = [0, 1, 1] ;
R = [1, 1, 0] 

这我觉得我已经用repeat 命令“破解”了。做这个的最好方式是什么？如果我使用标签，那么这些值不会是随机的？如果经常违反约束，那么搜索将非常低效。最好的方法是什么？

Answer 1

在 SWI-Prolog 中，我将使用 CLP(B) 约束来完成所有这些操作。

例如¹：

:- use_module(library(clpb)).

length_conindices_notconrandomvector(L, Cs, Rs):-
        L #> 0,
        LMax #= L - 1,
        numlist(0, LMax, Is),
        pairs_keys_values(Pairs, Is, _),
        list_to_assoc(Pairs, A),
        maplist(assoc_index_value(A), Cs, Vs),
        sat(~ *(Vs)),
        assoc_to_values(A, Rs).

assoc_index_value(A, I, V) :- get_assoc(I, A, V).

请注意，我还冒昧地将用于获取所需元素的 O(N²) 方法转换为 O( N×log N) 一个。

查询示例：

?- length_conindices_notconrandomvector(4, [0,1], Rs)。 Rs = [X1，X2，X3，X4]， 坐（1#X1*X2）。

始终建议将建模部分分成自己的谓词，我们称之为核心关系。要获得具体的解决方案，您可以例如使用random_labeling/2：

?- length_conindices_notconrandomvector(4, [0,1], Rs), 长度（_，种子）， 随机标签（种子，卢比）。 Rs = [0, 1, 1, 1]， 种子 = 0 ; Rs = [1, 0, 0, 1], 种子 = 1 ; Rs = [1, 0, 1, 1], 种子 = 2； Rs = [1, 0, 0, 1], 种子 = 3。

CLP(B) 的 random_labeling/2 以这样一种方式实现，即每个解决方案同样可能。

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_{¹我当然假设您的~/.swiplrc 中已经有:- use_module(library(clpfd)).。}