在 Prolog 中交换列表的最后两个元素

Question

我一直在尝试编写一个程序来比较两个相同的列表，除了列表 2 的最后两个元素顺序相反，即 [4,5,6] 和 [4,6,5]，并返回最后两个被交换的元素。

例如：

SwapLastTwo([4, 5, 6] , [ 4, 6, 5], X).

应该返回

X = [6, 5]

到目前为止，我的代码如下所示：

lastTwoReversed([Z,A|T],[_,Y,X]) :-reverse([Z,A|T],[Y,X|_]).

到目前为止，我的谓词只接受两个参数并检查是否相同，但列表 2 的最后两个元素顺序相反，如果满足条件，则返回 true

我不知道如何修改我的谓词以将 X 作为其第三个参数并使其返回交换的元素。

Answer 1

试试这个：

lastTwoReversed(L1, L2, [X1,X2]) :-
    reverse(L1, [X1,X2|Rest]),
    reverse(L2, [X2,X1|Rest]).

请注意，通过在两个子目标中使用变量 Rest，您可以确定列表必须相同，除了最后两项（已交换）。

例子：

?- lastTwoReversed([1,2,3,4,5,6], [1,2,3,4,6,5], R).
R = [6, 5].

?- lastTwoReversed([1,2,3,4,5,6], [1,2,3,6,5], R).
false.

?- lastTwoReversed([1,2,3,4,5,6], [1,2,3,4,5,6], R).
false.

Answer 2

使用第一个参数索引，并通过删除不必要的 reverse() 和 same_length() 来提高性能：

swap_last_2([Elem1, Elem2|Tail], SwappedLst, Last2) :-
    % same_length would prevent an unwanted choicepoint on: swap_last_2(L, [a,b], SL).
    %same_length([Elem1, Elem2|Tail], SwappedLst),
    swap_last_2_(Tail, Elem1, Elem2, SwappedLst, Last2).


% Swap the last 2 elements
swap_last_2_([], Elem1, Elem2, [Elem2, Elem1], [Elem2, Elem1]).

swap_last_2_([Head|Tail], Elem1, Elem2, [Elem1|SwappedLst], Last2) :-
    % Move the elements along
    swap_last_2_(Tail, Elem2, Head, SwappedLst, Last2).

在 swi-prolog 中的结果：

?- swap_last_2([4, 5, 6], [4, 6, 5], X).
X = [6,5].

性能对比（此方法最快）：

?- cmp(1000, 1000).
% 7,011,001 inferences, 0.503 CPU in 0.497 seconds (101% CPU, 13941510 Lips)
% 2,001,001 inferences, 0.282 CPU in 0.278 seconds (101% CPU, 7098617 Lips)
% 2,007,001 inferences, 0.205 CPU in 0.203 seconds (101% CPU, 9782721 Lips)
% 1,002,001 inferences, 0.063 CPU in 0.063 seconds (101% CPU, 15819840 Lips)

Answer 3

我认为@CapelliC [已删除] 的比较具有误导性。 OP 要求一个谓词比较两个列表 并检查它们是否相同，除了可能出现交换的最后两个元素（这与 只是 交换单个列表的最后两个元素）。因此，更公平的比较应该调用要与两个实例化列表作为输入进行比较的谓词。

我的建议是修改perf_belt/3如下：

/*  File:    last2swap_perf.pl
    Author:  Carlo
    Created: Dec 12 2021
    Purpose: compare answers to https://stackoverflow.com/q/70281408/874024
*/

:- module(last2swap_perf, [cmp/2]).

:- meta_predicate perf_belt(+,+,3).

% CapelliC's solutions

% append/2 based

last2swap_app2(A,B,[U,V]):-
    append([C,[U,V]],A),
    append([C,[V,U]],B).

% append/3 based

last2swap_app3(A,B,[U,V]):-
    append(C,[U,V],A),
    append(C,[V,U],B).

% slago' solution

lastTwoReversed(L1, L2, [X1,X2]) :-
    reverse(L1, [X1,X2|Rest]),
    reverse(L2, [X2,X1|Rest]).

% brebs' answer

swap_last_2([Elem1, Elem2|Tail], SwappedLst, Last2) :-
    swap_last_2_(Tail, Elem1, Elem2, [], RevSwappedLst, Last2),
    reverse(RevSwappedLst, SwappedLst).

% This swaps the last 2 elements

swap_last_2_([], Elem1, Elem2, SoFar, [Elem1, Elem2|SoFar], [Elem2, Elem1]).

swap_last_2_([Head|Tail], Elem1, Elem2, SoFar, SwappedLst, Last2) :-
    % Move the elements along
    swap_last_2_(Tail, Elem2, Head, [Elem1|SoFar], SwappedLst, Last2).

%!  %%% minimal perf utility

perf_belt(NRep, LList, Pred) :-       % <== NEW VERSION PROPOSED
    make_lists(LList, List1, List2), 
    time( forall(between(1, NRep, _), % <== TWO INSTANTIATED LISTS AS INPUT 
                 call(Pred, List1, List2, _)) ).

make_lists(N, List1, List2) :-
    N1 is N - 1,
    N2 is N - 2,
    numlist(1, N2, Prefix),
    append(Prefix, [N1, N], List1),
    append(Prefix, [N, N1], List2).

cmp(NRep,LList) :-
    perf_belt(NRep,LList,last2swap_app2),
    perf_belt(NRep,LList,last2swap_app3),
    perf_belt(NRep,LList,lastTwoReversed),
    perf_belt(NRep,LList,swap_last_2).

结果更公平在 SWI-Prolog 8.4.1 版本上运行，我们可以看到双反转还不错。

?- cmp(100, 100).
% 71,101 inferences, 0.000 CPU in 0.000 seconds (?% CPU, Infinite Lips)
% 20,101 inferences, 0.000 CPU in 0.000 seconds (?% CPU, Infinite Lips)
% 20,701 inferences, 0.000 CPU in 0.000 seconds (?% CPU, Infinite Lips)
% 20,401 inferences, 0.000 CPU in 0.000 seconds (?% CPU, Infinite Lips)
true.

?- cmp(100, 1000).
% 701,101 inferences, 0.047 CPU in 0.047 seconds (100% CPU, 14956821 Lips)
% 200,101 inferences, 0.031 CPU in 0.031 seconds (100% CPU, 6403232 Lips)
% 200,701 inferences, 0.016 CPU in 0.016 seconds (100% CPU, 12844864 Lips)
% 200,401 inferences, 0.016 CPU in 0.016 seconds (100% CPU, 12825664 Lips)
true.

?- cmp(1000, 1000).
% 7,011,001 inferences, 0.438 CPU in 0.437 seconds (100% CPU, 16025145 Lips)
% 2,001,001 inferences, 0.219 CPU in 0.219 seconds (100% CPU, 9147433 Lips)
% 2,007,001 inferences, 0.141 CPU in 0.141 seconds (100% CPU, 14272007 Lips)
% 2,004,001 inferences, 0.141 CPU in 0.141 seconds (100% CPU, 14250674 Lips)
true.