为什么我的 Prolog 谓词 invert/2 不起作用？

Question

我是 Prolog 的新手，作为练习，我想做一个列表倒置谓词。它使用了我之前创建的add_tail 谓词——有些部分可能是多余的，但我不在乎：

add_tail(A, [], A) :-
   !.
add_tail([A|[]], H, [A,H]) :-
   !.
add_tail([A|B], H, [A|C]) :- 
   add_tail(B,H,C).

它和内置谓词append/3一样工作：

?- add_tail([a,b,c], d, A).
A = [a, b, c, d].

?- append([a,b,c], [d], A).
A = [a, b, c, d].

当我在invert 谓词中使用append 时，它可以正常工作，但如果我使用add_tail，它会失败：

invert([], []).
invert([A|B], C) :- 
   invert(B, D),
   append(D, [A], C).

invert2([], []).
invert2([A|B], C) :- 
   invert2(B, D),
   add_tail(D, A, C).

?- invert([a,b,c,d], A).
A = [d, c, b, a].

?- invert2([a,b,c,d], A).
false.                          % expected answer A = [d,c,b,a], like above

我的错误到底是什么？谢谢！

Answer 1

add_tail/3 的实现确实不完全按照您期望的方式运行。 考虑：

?- 附加（[]，[d]，Xs）。 Xs = [d]。 ?- add_tail([], d, Xs)。 错误。

这很糟糕......但它变得更糟了！您提供的代码还有更多问题：

• 通过使用(!)/0，您不必要地限制了谓词的多功能性。

• 即使[A|[]] 可能正确，它也会混淆您的代码。请改用[A]！

• add_tail 对于在多个方向上起作用的谓词来说是一个坏名字。

• 变量名也可以更好！为什么不使用更具描述性的名称，例如As？

  再看看你在add_tail/3的最后一个子句中使用的变量！

  add_tail([A|B], H, [A|C]) :- 添加尾（B，H，C）。

  考虑改进的变量名称：

  add_tail([A|As], E, [A|Xs]) :- add_tail(As, E, Xs)。

---

我建议这样重新开始：

列表项附加（[]，X，[X]）。 list_item_appended([E|Es], X, [E|Xs]) :- 列表项附加（Es，X，Xs）。

让我们把list_item_appended/3用在list_reverted/2中！

list_reverted([], [])。 list_reverted([E|Es], Xs) :- list_reverted(Es, Fs), 列表项附加（Fs，E，Xs）。

示例查询：

?- list_reverted([a,b,c,d], Xs).
Xs = [d, c, b, a].

Answer 2

很难确定您的确切错误，但是add_tail/3 的前两个子句，即带有删减的子句，是错误的（除非我误解了谓词应该做什么） .这个名字已经有点误导了，你应该注意你有多余的代码。

list_back([], B, [B]).
list_back([X|Xs], B, [X|Ys]) :-
    list_back(Xs, B, Ys).

这是在invert/2 的定义中替换您的add_tail/3。但正如您可能知道的那样，这不是一个非常聪明的反转列表的方法。如何做到这一点的教科书示例：

list_rev(L, R) :-
    list_rev_1(L, [], R).

list_rev_1([], R, R).
list_rev_1([X|Xs], R0, R) :-
    list_rev_1(Xs, [X|R0], R).

Answer 3

首先尝试最一般的查询，看看在最一般的情况下存在哪些解决方案：

?- add_tail(X, Y, Z). 

给出唯一的答案：

X = Z,
Y = []

这可能不是您打算在此处定义的关系。

提示：!/0 通常会破坏代码的所有逻辑属性，包括在所有方向上使用谓词的能力。

Answer 4

add_tail/3 的第一个子句有一个 list 作为第二个参数，因此它永远不会应用于您的测试用例。然后我们剩下2个子句（简化）

add_tail([A],H,[A,H]):-!.
add_tail([A|B],H,[A|C]) :- add_tail(B,H,C).

你可以看到我们错过了空列表的匹配子句作为第一个参数。当然， append/3 代替 有 这样的匹配。

Answer 5

根据之前对“@mat”的回答，问题是前两行有残留

你的谓词add_tail 不像append 因为

append 我明白了

| ?- append(X,Y,Z).
Z = Y,
X = [] ? ;
X = [_A],
Z = [_A|Y] ? ;
X = [_A,_B],
Z = [_A,_B|Y] ? ;
X = [_A,_B,_C],
Z = [_A,_B,_C|Y] ? ;
X = [_A,_B,_C,_D],
Z = [_A,_B,_C,_D|Y] ? ;
X = [_A,_B,_C,_D,_E],
Z = [_A,_B,_C,_D,_E|Y] ? ;y

不幸的是，你的add_tail 我得到了这个结果

| ?- add_tail(X,Y,Z).
Z = X,
Y = [] ? ;
X = [_A],
Z = [_A|Y] ? ;
X = [_A|_B],
Y = [],
Z = [_A|_B] ? ;
X = [_A,_B],
Z = [_A,_B|Y] ? ;
X = [_A,_B|_C],
Y = [],
Z = [_A,_B|_C] ? 
X = [_A,_B,_C],
Z = [_A,_B,_C|Y] ? y
yes

在您的add_tail 代码中进行简单修改后，我得到了您的预期结果

代码

%   add_tail(A,[],A):-! . comment

add_tail([],H,H) :-!.
add_tail([A|B],H,[A|C]) :- add_tail(B,H,C).  

测试add_tail

| ?- add_tail(X,Y,Z).

    Z = Y,
    X = [] ? ;
    X = [_A],
    Z = [_A|Y] ? ;
    X = [_A,_B],
    Z = [_A,_B|Y] ? ;
    X = [_A,_B,_C],
    Z = [_A,_B,_C|Y] ? ;
    X = [_A,_B,_C,_D],
    Z = [_A,_B,_C,_D|Y] ? ;
    X = [_A,_B,_C,_D,_E],
    Z = [_A,_B,_C,_D,_E|Y] ? y
    yes

终于

我测试你的invert谓词没有修改

| ?- invert([_A,_B,_C],L).
L = [_C,_B,_A] ? ;
no

我希望这篇文章能帮助你解释谓词是如何在里面完成的

享受