Prolog：过滤和列表

Question

构造一个名为 fPairsAtoms/3 的谓词，以便给定一个原子（第一个参数）和一个对列表，通过仅选择将第一个组件作为原子的对，将第三个参数与过滤后的对列表统一起来第一个参数。

例子：

fPairsAtoms(sA,[[basA,absAb],[ab,bbsA],[sA,abbsB],[bsA,sAsB],[sA,bb]],X)  

结果：

X = [[sA,abbsB],[sA,bb]]

我不明白.....我应该面对这些类型的练习吗？ 你能帮我找到解决办法吗？

今天我从 prolog 开始，在各方面我都是新手。

Answer 1

如果您今天才刚刚开始，那么解决这个问题可能还为时过早。

首先您应该了解 Prolog 术语是什么：atoms、逻辑Variables、复合术语foo(x,X,bar(baz))。

那你应该明白统一，a = a，a = A，A = a，A = foo(a)，foo(A) = foo(a)，[atom, B] = [A, bar]。

您应该了解列表表示，其中

[  A,   B,   C     ] 
= [A,   B | [C]    ] 
= [A | [B ,  C    ]] 
= [A | [B | [C]   ]] 
= .... 
= [A ,  B ,  C | []] 

这样统一[A | B] = [a]成功，导致同时统一A = a和B = []，但统一[A | B] = []失败。

那么你需要理解谓词，在过程解释下意味着，

to_prove(This) :- need_to_prove(This) , and_also(That).

这样

fPairsAtoms(sA, [[basA,absAb],[ab,bbsA],[sA,abbsB],[bsA,sAsB],[sA,bb]], X) :-
            X = [                       [sA,abbsB],           [sA,bb]].

是一个完全有效的定义，虽然非常狭窄。

其实也一样

fPairsAtoms(sA, [[basA,absAb],[ab,bbsA],[sA,abbsB] | [[bsA,sAsB],[sA,bb]] ], X) :-
            X = [                       [sA,abbsB] | [           [sA,bb]] ].
% and 
fPairsAtoms(sA, [             [ab,bbsA],[sA,abbsB] | [[bsA,sAsB],[sA,bb]] ], X) :-
            X = [                       [sA,abbsB] | [           [sA,bb]] ].
% and 
fPairsAtoms(sA, [                       [sA,abbsB] | [[bsA,sAsB],[sA,bb]] ], X) :-
            X = [                       [sA,abbsB] | [           [sA,bb]] ].
% and 
fPairsAtoms(sA,                                      [[bsA,sAsB],[sA,bb]]  , Y) :-
            Y =                                      [           [sA,bb]].
% ... and 
fPairsAtoms(sA,                                                        []  , Y) :-
            Y =                                                        [].

还有

fPairsAtoms(sA, [                       [sA,abbsB] | L                    ], X) :- 
            L =                                      [[bsA,sAsB],[sA,bb]], 
            Y =                                      [           [sA,bb]],
            X = [                       [sA,abbsB] | Y                    ].

因此

fPairsAtoms(sA, [                       [sA,abbsB] | L                    ], X) :- 
            L =                                      [[bsA,sAsB],[sA,bb]], 
            fPairsAtoms( L, Y),
            Y =                                      [           [sA,bb]],
            X = [                       [sA,abbsB] | Y                    ].
% and
fPairsAtoms(sA, [                       [sA,abbsB] | L                    ], X) :-
            L =                                      [[bsA,sAsB],[sA,bb]], 
            fPairsAtoms( L, Y),
            X = [                       [sA,abbsB] | Y                    ].
% and
fPairsAtoms(sA, [                       [sA,abbsB] | L                    ], X) :-
            fPairsAtoms( L, Y),
            X = [                       [sA,abbsB] | Y                    ].
% and so
fPairsAtoms(sA, [                       A          | L                    ], X) :-
            A =                         [sA, B   ],
            fPairsAtoms( L, Y),
            X = [                       A          | Y                    ].
% and even
fPairsAtoms(SA, [                       A          | L                    ], X) :-
            A =                         [SA, B   ],
            fPairsAtoms( SA, L, Y),
            X = [                       A          | Y                    ].

但另一方面，如果没有匹配，我们看到它是

fPairsAtoms(SA, [                       A          | L                    ], X) :-
            A =                         [SB, B   ],
            dif( SA, SB),
            fPairsAtoms( SA, L, Y),
            X =                                      Y                     .
% i.e.
fPairsAtoms(SA, [                       [SB, B   ] | L                    ], X) :-
            dif( SA, SB),
            fPairsAtoms( SA, L,                      X)                    .

那么我们最终得到的两个子句中的哪一个，

fPairsAtoms( SA, [ [SA, _] | L ], X) :-
            fPairsAtoms( SA, L, Y),
            X = [A |            Y].

fPairsAtoms( SA, [ [SB, _] | L ], X) :-
            dif( SA, SB),
            fPairsAtoms( SA, L,   X).

是正确的吗？答案是：两者都有！

Answer 2

要过滤列表中的对，您需要遍历它，同时将给定的原子与每对的第一个元素进行比较。遍历列表的简单谓词是：

traverse([]).
traverse([Head| Tail]) :-
    traverse(Tail).

您的问题描述中的谓词名称非常糟糕，并且不遵循推荐的 Prolog 编码指南。让我们将其重命名为filter_pairs_by_key/3，并将参数顺序更改为filter_pairs_by_key(Pairs, SearchKey, FilteredPairs)。此外，Prolog 中 pair 的推荐表示为Key-Value。有标准谓词和库谓词需要这种表示（例如keysort/2）。基于traverse/2谓词模板和代码风格推荐，我们可以这样写：

filter_pairs_by_key([], _, []).
filter_pairs_by_key([Key-Value| Pairs], SearchKey, [Key-Value| FilteredPairs]) :-
     Key = SearchKey, 
     filter_pairs_by_key(Pairs, Atom, FilteredPairs).
filter_pairs_by_key([Key-_| Pairs], SearchKey, FilteredPairs) :-
     Key \= SearchKey, 
     filter_pairs_by_key(Pairs, SearchKey, FilteredPairs).

请注意，对于非空列表情况，我使用了两个子句：一个是配对键与原子匹配时，另一个是匹配失败时。

示例调用：

| ?- filter_pairs_by_key([basA-absAb,ab-bbsA,sA-abbsB,bsA-sAsB,sA-bb], sA, FilteredPairs).          

FilteredPairs = [sA-abbsB,sA-bb] ? 

yes

关于这个问题和这个特殊的解决方案可以说更多，但是正如 cmets 中提到的，这不是一个初学者练习。考虑 cmets 的建议，并在熟悉 Prolog 列表符号后使用此解决方案。