swi prolog：连接和切割

Question

我正在尝试在 java 中实现 prolog 解释器。我试图弄清楚“，”运算符应该如何工作。我试图实现这样的等效规则：

and(A, B) :- A, B.

我正在使用测试用例 c1、c2 和 c3 基于以下逻辑库测试我的实现。他们都应该输出'1'和'false'。然而，我注意到最后一条规则 (c3) 打印出“12”和“假”。我在 SWI prolog 中运行了相同的测试，最后一条规则输出 '12' 和 'false'。

所以我的假设是不正确的，逗号运算符可以编码为','(X, Y) :- X, Y.？

n(1).
n(2).
and(X, Y) :- X, Y. % this is used to compare with the built in operator ','

c1 :-     n(X),     write(X),     =(1, X),     !, fail.
c2 :- ','(n(X), ','(write(X), ','(=(1, X), ','(!, fail)))).
c3 :- and(n(X), and(write(X), and(=(1, X), and(!, fail)))).

Answer 1

您对, 作为二进制函数的性质是正确的，但对and 的翻译尚未解释如何解释连词。让我们看一下一般的 Prolog 规则：

head :-  % we disregard variables at the moment
  goal1,
  goal2,
  goal3.

fact. % a fact is a rule without a body

这可以读作“目标暗示着头脑”或“为了推导出每个目标所需的头脑”。但是goal1 本身可能是一个规则，所以我们需要某种TODO 列表（通常实现为堆栈，但现在确切的行为并不重要）。我们从 TODO 列表上的查询开始。如果列表中的某个元素是事实，我们可以将其删除。要删除规则，我们需要导出所有目标，因此我们将列表中的头部替换为目标。我们来看一个例子：

make(coffee).
make(tea).
make(orange_juice).
make(croissant).
make(scrambled_eggs).

prepare(beverage) :-
    make(coffee).
prepare(beverage) :-
    make(tea).
prepare(beverage) :-
    make(orange_juice).
prepare(food) :-
    make(croissant).
prepare(food) :-
    make(scrambled_eggs).

breakfast :-
    prepare(beverage),
    prepare(food).

当我们查询早餐时，我们得到：

?- breakfast.
true ;
true ;
true ;
true ;
true ;
true.

不知道我们早餐吃什么有点无聊，但是有六种方法可以吃到一种。那么我们是如何到达那里的呢？

我们从待办事项清单上的早餐开始：

• 早餐

唯一适合的规则头是最后一个，因此我们将 TODO 更改为：

• 准备（饮料）
• 准备（食物）

我们现在有多个规则告诉我们要制作什么饮料，让我们选择第一个：

• 制作（咖啡）
• 准备（食物）

幸运的是，make(coffee) 是事实，因此我们可以将其从列表中划掉。

• 准备（食物）

同样我们可以准备食物：

• 制作（羊角面包）

因为有一个相应的事实，我们已经完成了早餐（输出true）。但我们做出了一些选择：我们可以准备茶或橙汁来代替咖啡，我们可以用炒鸡蛋代替羊角面包。这意味着我们可以回溯：

• 制作（羊角面包）

好的，这里没有选择，让我们更进一步：

• 准备（食物）

并将其扩展为

• 制作（scrambled_eggs）。

这又是一个事实（true 再次:)）。当我们进一步回溯时，我们得到了制作饮料和食物的所有组合，并为所有 6 个打印 true。

剪切可防止回溯到放置之前的某个点。让我们修改规则如下：

breakfast :-
    prepare(beverage),
    !,
    prepare(food).

现在我们无法撤销饮料选择，所以我们最终会得到咖啡和炒鸡蛋或咖啡和羊角面包：

?- breakfast.
true ;
true.

所以连词告诉我们接下来要派生哪些东西，而切分告诉我们停止回溯。在这两种情况下，我们都需要一个数据结构来记录我们已经做出的最后一系列选择。它必须是一个序列，因为我们需要记住我们还可以选择什么作为饮料和食物。在切割的情况下，我们可以忘记最后一个切割之后的序列中的所有内容，即切割切断了选择点序列。因此，我们承诺做出特定的选择。

我希望这对实施有所帮助。