Prolog 列表成员

Question

Prolog 新手在这里，如果我想知道某些东西是否是列表的成员，他们想知道为什么这些规则不能独立存在。

member(X, [X|_]).

member(X, [_|Y]) :- member(X,Y).

如果我要求以下规则：

member(will, [anna, eddie, pat, will, marjorie, donna]).

我是真的，但是如果我删除：

member(X, [X|_]).

只要离开第二条规则，我就错了。如果第二条规则声明“如果 X 是列表尾部的成员，则 X 是列表的成员”，为什么会这样？

“will”是该列表尾部的成员。

而且，为什么可以

member(X, [X|_]).

单独告诉我 X 何时是列表的头部（当第二条规则不能时）？

谢谢。

Answer 1

如果您只有member(X, [X|_]). 并且执行此查询：member(will, [will,anna]).

你会得到true.，因为根据你的规则，X，即 will，是列表的头部。

但是如果你只有那个规则并且你执行member(anna, [will,anna]).，你会得到错误，因为安娜不是你列表的头。

让我们看看你的第二条规则。

您将程序创建为member(X, [_|Y]) :- member(X,Y).

你执行查询member(will, [anna, eddie, pat, will, marjorie, donna]).

这就是 Prolog 看到的：

取出列表并移除头部。对列表的其余部分执行相同的操作，直到尾部为空。

你得到false.，因为你的列表中没有任何元素了。

您的问题是您没有检查 X 是否是您列表中的成员。您也可以将该规则重命名为 removehead(X,[_|Y]):-removehead(X,Y).

Answer 2

只要离开第二条规则，我就错了。

没有基本情况的规则失败的原因是，当列表下降到单个项目时，当列表变为空时，没有规则可以与其右侧统一。

您可以使用较短的列表在一张纸上播放：

• 以member(will, [anna, will])开头。
• 这与规则统一，将anna统一为_，并将[will]保持在Y
• 这再次与规则统一，将will统一为_并将[]保持在Y
• 现在 Prolog 尝试 member(will, []) 规则不再与它统一，因为 member(X, [_|Y]) 要求第二个参数是至少包含一项的列表。
• 一旦最后一次统一失败，失败就会向上传播，导致将 false 返回给顶部调用者。

而且，为什么member(X, [X|_]). 可以单独告诉我 X 何时是列表的首位

这是因为规则立即成功，无需与右边的任何其他规则统一。

一般来说，当你处理数据结构的递归处理时，你需要寻找两件事：

• 基本情况，它告诉在最简单的情况下或递归数据结构何时简化为退化情况（例如空列表、单节点“叶”树和等等）。
• 归约步骤，说明如何使问题更接近基本情况。

单独处理基本情况有时会给您带来结果；单独处理还原步骤永远不会给您正确的结果，因为它所做的所有还原工作都是徒劳的。

Answer 3

member(X, [_|Y]) (1) 仅匹配 [_|Y] 形式的列表，并且 (2) 从不查看实际元素。尝试跟踪执行：

?- trace.
true.

[trace]  ?- member(foo, [foo, bar]).
   Call: (6) member(foo, [foo, bar]) ? creep
   Call: (7) member(foo, [bar]) ? creep
   Call: (8) member(foo, []) ? creep
   Fail: (8) member(foo, []) ? creep
   Fail: (7) member(foo, [bar]) ? creep
   Fail: (6) member(foo, [foo, bar]) ? creep
false.

正如预期的那样，您的 member 版本只是跳过元素，因为它只想查看尾部，直到遇到与头部模式不匹配的 []。

另一个版本，member(X, [X|_]) 可以匹配头部每个定义。它会查看头部并将其与您要查找的项目统一起来。