理解Prolog中的列表和递归

Question

理解Prolog中的列表和递归

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我在Prolog思考时遇到了困难。以下语句有何错误：

numberList([], 0).
numberList([H|T], Limit) :-
    H is Limit,
    numberList(T, Limit - 1).

I would like

?- numberList(X,Limit).

对于给定的界限值，即[Limit, Limit-1 ... 1]是唯一的解决方案。

?- numberList(X, 100).

这段代码将会得到X = [100, 99, 98, ..., 1].

我猜测我的理解还有些不对，才导致了这段代码无法正常运行。我并不是在寻求解决方案，只是想知道为什么我的第一个尝试是错误的。

- Matt Esch

简短回答：?- A-1 = 0. 失败了。 ?- A-1 is 0. 也失败了。 ?- length(X,5),X=[5|_T],append(_T,[_],_Z),maplist(succ,_Z,X). 可以达到你想要的效果。 - Will Ness

2个回答

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"Limit - 1"被认为是一个函数调用，在C语言和类似的语言中可以工作。它要求/命令Prolog“找一个减法函数，用Limit变量和1调用它”。它要求Prolog将"Limit - 1"理解为函数调用的结果，但是Prolog将"Limit - 1"理解为一个复合术语subtract(Limit,1)，它是一阶逻辑中的谓词。

"H is Limit"也被认为是一个函数调用。

Prolog没有函数（???），我认为这个说法对于C语言的人来说是一个大障碍。与函数不同（如C语言和数学中一样），Prolog有谓词（如谓词逻辑、一阶逻辑等）。

函数是一条命令，命令微处理器执行操作。而谓词向微处理器呈现数据，使其“以微处理器的眼睛看到”，向微处理器展示数据以感知。

谓词描述了世界的一部分，描述了该世界中对象之间的某些关系，微处理器试图验证这些关系。微处理器试图证明这些关系在它的知识中确实存在。这些关系可以在它的知识中多次存在，因此微处理器可以返回多个结果（也称为非确定性）。

Prolog 是一种极好的编程语言，或许我应该说它是一种极好的描述语言、模式识别语言和推理/演绎语言（进行简单的推理/演绎，而不是某种“人工智能”，推理/演绎类似于数字电子逻辑门）。以前我是一名热衷于 Visual Studio 的程序员，但现在已经学习了几年 Prolog。

C 等语言用于指令控制，而 Prolog 等语言则用于描述。

- re Paul

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可以查看英文原文，
原文链接

- m09 · Accepted Answer

这里有两个主要问题：

1- 你在获取统一和算术运算的正确位置时遇到困难。

2- 你没有充分检查输入。

关于1- 备注：(is)/2用于执行算术运算，在这里，例如从Limit中减去1。可以使用(is)/2将变量与已经评估的算术表达式相统一，但不应该这样做。应优先考虑(=)/2（统一）。

关于2- 备注：即使您确定了运算符，程序也会进入循环。稍后再详细介绍。

仅通过自己更改运算符并不能获得太多益处，因此这是正确的方法：

numberList([], 0).
numberList([Limit|T], Limit) :-
    NewLimit is Limit - 1,
    numberList(T, NewLimit).

在这里你可以看到我在第二个从句的头部隐含地使用了统一性，换句话说，另一种表达方式是：

numberList([], 0).
numberList([H|T], Limit) :-
    H = Limit,
    NewLimit is Limit - 1,
    numberList(T, NewLimit).

但是，现在你可以通过尝试这个程序来看到，它能够找到正确的解决方案，但如果你使用分号请求另一个解决方案，它会进入循环。

对于初学者来说，原因可能更难以发现：当 Prolog 成功并返回解决方案时，它只能通过探索执行期间留下的选择点来找到新的解决方案。这里，唯一剩下的选择点是当 Limit 是 0 时。因此，在这种情况下，它尝试第二个子句而不是第一个子句，并一直循环直到达到 NegativeInfinity。不幸的是，由于旅程相当漫长，它会在溢出之前结束。解决此问题的方法是添加一个保护条件到第二个子句中，指定 Limit 应大于 0，或者在第一个子句中添加一个切割，甚至更好的方法是两者都做。如果你自己做起来有困难，请问一下！