Prolog：以意外顺序评估的规则

Question

我目前正在开发一个 Prolog 程序以从列表中删除重复项。

这是我的代码：

makeset([First], [First]). % if only one item in list, the solution is itself.
makeset([First, Second], [First, Second]) :-
   dif(First, Second).
makeset([First, Second], [First]) :-
    First = Second.
% if more than two items in list
makeset([First | Tail], FinalList) :-
   member(First, Tail),
   makeset(Tail, FinalList).
makeset([First | Tail], FinalList) :-
   not(member(First, Tail)),
   makeset(Tail, [First |FinalList]).

但是，当我在包含两个以上项目的列表上尝试此操作时，它只会返回 false。我进行了跟踪，发现它继续使用最后两个规则，即使它下降到列表中的两个项目。这是为什么呢？

查询示例：makeset([3, 2, 4, 5, 1], X). 我返回错误，但每次评估都使用最后一条规则。

编辑： 我将规则更改为以下规则，但仍然无法正确评估，因此问题必须与最后一条规则有关。

makeset([First], FinalList) :- 
 FinalList = [First]. % if only one item in list, the solution is itself.
makeset([First, Second], FinalList) :- 
 not(First = Second), FinalList = [First, Second].
makeset([First, Second], FinalList) :- 
 First = Second, FinalList = [First].
% if more than two items in list
makeset([First | Tail], FinalList) :- 
 member(First, Tail), makeset(Tail, FinalList).
makeset([First | Tail], FinalList) :- 
 not(member(First, Tail)), makeset(Tail, [First |FinalList]).

我该如何修正最终规则？

Answer 1

净化你的代码！

首先。看来你是在坚持这个世界纯粹的一面。当然，您使用的是dif/2！与它的程序对应物相比，它丑陋的兄弟(\=)/2 这意味着此时无法统一，但可能稍后，或者永远不会，不要问我，dif/2 谓词有一个纯陈述意义。它意味着（句法或理论无关）不平等。这不仅会给你带来业力和放纵。不，它甚至可以帮助您调试程序。事实上，我们可以使用 Prolog 来帮助我们找出程序中的问题——只要你的代码足够纯！所以首先，让我们净化你的代码，然后我们可以调试它。

您的代码中唯一不正确的是not(member(First, Tail))。我将用maplist(dif(First),Tail) 替换它。现在我们有了一个纯程序。它失败了，就像以前一样。首先可能是减少列表的大小。你真的想经历那件苦差事吗？这是一个更简单的方法，只适用于纯 Prolog 程序。我会问：

显示所有可以想象的列表，它们的集合是什么。

好的，所有列表。不会有人掉队。

问 Prolog！

| ?-长度（L，I），makeset（L，X）。 我 = 1，L = [_A]，X = [_A] ？ ; I = 2, L = [_A,_B], X = [_A,_B], prolog:dif(_A,_B) ? ; I = 2, L = [_A,_A], X = [_A] ? ; I = 2, L = [_A,_A], X = [_A] ? ...

这已经够糟糕的开始了！首先，I = 0 没有解决方案。让我们添加事实makeset([], [])，然后I = 2 有这个冗余。可以去掉makeset([First, Second], [First]) :- First = Second.这个规则，现在我们再问一遍：

| ?-长度（L，I），makeset（L，X）。 我 = 0, L = [], X = [] ? ; 我 = 1，L = [_A]，X = [_A] ？ ; I = 2, L = [_A,_B], X = [_A,_B], prolog:dif(_A,_B) ? ; I = 2, L = [_A,_A], X = [_A] ? ; I = 3, L = [_A,_A,_B], X = [_A,_B], prolog:dif(_A,_B) ? ; I = 3, L = [_A,_A,_A], X = [_A] ? ; I = 3, L = [_A,_B,_A], X = [_B,_A], prolog:dif(_B,_A) ? ; I = 3, L = [_A,_A,_A], X = [_A] ? ; I = 4, L = [_A,_A,_A,_B], X = [_A,_B], prolog:dif(_A,_B) ? ...

I in 0..2 的所有答案现在看起来都很完美。它们包含所有可以想象的列表。他们都是。请注意，在一个答案中，dif/2 再次出现，确保元素不同。

对于I = 3，事情变得更加复杂。一些观察：

• X = [_,_,_] 没有答案。发现错误！事实上，发现了最小的错误！

• L = [_A,_A,_A] 有多余的答案

我们可以将第一个问题简化为一个目标：

| ?- L = [_,_,_], L = X, makeset(L, X).
no

应该有答案。我们现在可以应用另一种策略：

概括您的代码

显然makeset/2 的定义太专业了。我现在将尝试对其进行概括以更好地定位错误。为此，将以下内容添加到您的程序中：

:- op(950,fy, [*]).

*_.

通过这种方式，我们可以在目标前添加* 以将其删除。我们也可以为此使用 cmets，但这是一种更简洁的方法。所以我现在要做的就是系统地添加*，然后看看目标是否仍然失败。此外，我将一些变量重命名为新名称（_x），这相当于进一步概括。经过一番尝试，我最终得到：

:- op(950,fy, [*])。 *_。 组件（[]，[]）。 makeset([First], [_xFirst])。 makeset([First, Second], [_xFirst, _xSecond]) :- * dif（第一，第二）。 makeset([First | Tail], FinalList) :- * member(First, Tail), makeset（尾巴，FinalList）。 makeset([First | Tail], FinalList) :- * maplist(dif(First),Tail), makeset（尾巴，[_xFirst |FinalList]）。 ?- L = [_,_,_], L = X, makeset(L, X)。

在这个程序中，实际元素不再相关。因此，它只是列表的长度！所以问题一定与处理长度的方式有关。仅当存在第二个参数是更长列表的解决方案时，最后一条规则才适用。这不可能。所以问题是最后一条规则。该列表应该出现在头部。

现在，出现了新的冗余。最终定义如下：

makeset([], []).
makeset([First | Tail], FinalList) :-
   member(First, Tail),
   makeset(Tail, FinalList).
makeset([First | Tail], [First|FinalList]) :-
   maplist(dif(First),Tail),
   makeset(Tail, FinalList).

有更聪明的方式来表达这种member/maplist dif二分法。但我就这样放着吧……

Answer 2

makeset([First | Tail], [First | FinalList]) :- 
 not(member(First, Tail)), makeset(Tail, FinalList).

您不应将First 作为makeset 的输入的一部分，这会阻止之前的规则匹配。仅应在使用 makeset 谓词统一 FinalList 后将 First 添加到列表中。

当输入列表为空时，您的解决方案也无法处理。

Answer 3

在最后一条规则中，您将元素从第一个列表移动到第二个。 然后你阻止匹配顶级规则。

注意：dif/2 是一个强大但复杂的谓词。你真的需要它的力量吗？