我们正在使用以下知识库：
house_elf(dobby).
witch(hermione).
witch('McGonagall').
witch(rita_skeeter).
magic(X):- house_elf(X).
magic(X):- wizard(X).
magic(X):- witch(X).
练习题是：
满足以下哪些查询？在相关的地方，给出所有导致成功的变量实例化。
我被困在第 5 个问题上：
?- magic(Hermione).
还为查询魔法（赫敏）绘制搜索树。
虽然我了解查询发生的情况，但我对如何绘制查询搜索树感到困惑。此外，在我们的查询中 (Hermione) 是一个变量这一事实也会导致更多的混乱？
请您指导我并解释当这个查询被提交给 Prolog 时发生了什么？
谢谢
【问题讨论】：
标签： prolog logic search-tree
原子与变量
以大写字母开头的字符串，如Hermione，是一个变量。如果它以小写字母开头，例如hermione，则它是一个原子（将其视为其他语言中的“常量”）。或者如果它在单引号中，例如'Hermione'，它也是一个原子。
以下是事实：
witch(hermione).
可以读作：hermione 是witch。它的真正阅读方式（或者更具体地说，它的语义含义是什么）取决于你，程序员。
如果我在 Prolog 提示符下查询这个事实，它会成功：
| ?- witch(hermione).
yes
（注意，这是gprolog，所以它产生yes。我认为SWI Prolog 会说true，但它们都表示“成功”。）
我也可以使用变量进行查询，Prolog 会告诉你变量的哪些实例化（设置）将使它成为真的：
| ?- witch(Hermione).
Hermione = hermione ? ;
Hermione = 'McGonagall' ? ;
Hermione = rita_skeeter
(1 ms) yes
记住：Hermione 是一个变量，hermione 是一个原子。它们不是同一件事。因此，变量Hermione 可以具有上述任一值以使witch(Hermione) 为真。您也可以查询 witch(Fred) 并使用 Fred 而不是 Hermione 得到与上述相同的结果。
基本谓词逻辑
现在让我们看看谓词magic/1（这里的1 表示arity，或者magic 的参数有多少）：
magic(X):- house_elf(X).
magic(X):- wizard(X).
magic(X):- witch(X).
在语义上，您可以将其解读为，X 是 magic 如果 X 是 house_elf，或者 X 是 magic 如果 X 是 wizard，或者X 是 magic 如果 X 是 witch。
如果我们再查询：
| ?- magic(Hermione).
Prolog 将尝试找出Hermione 的哪些实例化将使此成功并告诉您这些值是什么。在所有的事实和谓词中，它会在子句magic(X):- house_elf(X). 处找到第一个匹配项，使用Hermione 作为变量来代替X，它会发现如果Hermione = dobby，那么house_elf(Hermione) 将是真的，因此，magic(Hermione) 将是真的。它将显示作为第一个解决方案：Hermione = dobby:
| ?- magic(Hermione).
Hermione = dobby ? ;
在此处按;（或SPACE），Prolog 将尝试找到下一个解决方案，在这种情况下，它不会找到下一个成功，直到它进入下一个子句magic(X):- wizard(X).。假设您有一些关于wizard/1 的事实，它将在这些方面取得成功。如果wizard/1 没有在你的事实或谓词中定义，那么你会从Prolog 中得到一个存在错误，指出它不知道wizard/1 是什么。 Prolog 将继续遍历您的谓词子句，寻找使其成功的方法，并告诉您 Hermione 的什么值（实例化）将使它如此，直到它用尽所有情况。然后它最终会停止。
我将把它作为一个练习来计算搜索树，但在“Prolog 搜索树”上进行 Google 搜索以找到一些 good examples。我假设您有 Prolog 解释器，您可以在其中输入代码并使用查询来查看会发生什么。您可以启用跟踪（输入trace.）以查看有关 Prolog 在查询中所做的一些详细信息。所有这些方法都可以帮助理解 Prolog 操作的某些方面。
【讨论】：