Question

我试图通过浏览Ulle Endriss lecture notes来了解Prolog编程。当我对练习的解决方案没有达到预期的效果时，我发现很难给出一个很好的解释。我认为这与我对Prolog评估表达式的方式的不明确理解有关。

第20页的练习2.6要求递归实现谓词last1，其行为类似于内置谓词last。我的尝试如下：

last1([_ | Rest], Last) :- last1(Rest, Last).
last1([Last], Last).

它给出了正确的答案，但对于具有多个元素的列表，我必须键入分号才能终止查询。这使last1与内置last不同。

?- last1([1], Last).
Last = 1.

?- last1([1, 2], Last).
Last = 2 ;
false.

如果我切换我声明规则和事实的顺序，那么在这两种情况下我都需要键入分号。

我想我知道为什么Prolog认为last1可能还有一个解决方案（因此是分号）。我想它遵循评估序列

last1([1, 2], Last).
==>  last1([2], Last).
==>  last1([], Last).    OR    Last = 2.
==>  false    OR    Last = 2.

这似乎表明我应该寻找一种避免将Rest与[]匹配的方法。无论如何，我没有解释为什么切换声明的顺序应该有任何影响。

问题1： last1行为的正确解释是什么？

问题2：如何实现与内置last1无法区分的谓词last？

Answer 1

问题1：

Prolog系统并不总是能够在执行之前决定是否适用该条款。具体情况取决于实施。也就是说，一般来说，你不能依赖这个决定。从发布到发布，系统在这里都有所改进。考虑最简单的情况：

?- X = 1 ; 1 = 2.
X = 1 ;
false.

一个非常聪明的Prolog可以检测到1 = 2总是失败，因此只需回答X = 1.。另一方面，这种“聪明”的实施成本非常高，并且可以更好地花时间来优化更频繁的案例。

那么为什么Prologs会这么说呢？如果Prolog已经知道没有进一步的答案，主要原因是避免温顺地问另一个答案。因此，在此改进之前，系统会提示您为包含变量的所有查询提供另一个答案，并在每个查询上获得false或“否”，只有一个答案。这曾经是如此繁琐，许多程序员从未要求下一个答案，因此没有得到关于意外答案的警报。

第二个原因是让你意识到实现的局限性：如果Prolog要求对这个一般查询提出另一个答案，这意味着它仍然会占用一些空间，这些空间可能会积累并占用你所有的计算资源。 / p>

在您使用last1/2的示例中遇到这种情况。并且你已经做了一些非常聪明的事情，BTW：你试图最小化查询以查看第一次出现的意外行为。

在您的示例查询last1([1,2],X)中，Prolog系统不会查看整个列表[1,2]，而只会查看主要的仿函数。因此，对于Prolog系统，查询在决定应用哪些子句时看起来与last1([_|_],X)相同。这个目标现在适用于这两个条款，这就是为什么Prolog会记住第二个条款作为替代尝试的原因。

但是，想一想：现在可以选择所有元素，但最后一个！这意味着你为每个元素支付一些内存！你可以通过使用很长的列表来实现这一点。这是我的小型32位笔记本电脑 - 您可能需要在更大的系统上再添加一两个：

?- length(L,10000000), last1(L,E).
ERROR: Out of local stack

另一方面，预定义的last/2可以顺利运行：

?- length(L,10000000), last(L,E).
L = [_G343, _G346, _G349, _G352, _G355, _G358, _G361, _G364, _G367|...].

实际上，它使用常量空间！

现在有两种方法：

尝试优化您的定义。是的，你可以做到这一点，但你需要非常聪明！例如@back_dragon的定义是不正确的。通常情况下，初学者会尝试优化程序，而实际上它们正在破坏它的语义。
问问自己是否实际上定义了与last/2相同的谓词。事实上，你不是。

问题2：

考虑：

?- last(Xs, X).
Xs = [X] ;
Xs = [_G299, X] ;
Xs = [_G299, _G302, X] ;
Xs = [_G299, _G302, _G305, X] ;
Xs = [_G299, _G302, _G305, _G308, X] 
...

和

?- last1(Xs, X).
** loops **

因此，您的定义在这种情况下与SWI的定义不同。交换条款的顺序。

?- length(L,10000000), last2(L,E).
L = [_G343, _G346, _G349, _G352, _G355, _G358, _G361, _G364, _G367|...] ;
false.

再次，这false！但这次，大名单有效。而这一次，最小的查询是：

?- last2([1],E).
E = 1 ;
false.

情况非常相似：再次，Prolog将以与last2([_|_],E)相同的方式查看查询，并得出结论两个条款都适用。至少，我们现在有不变的开销而不是线性开销。

有几种方法可以以干净的方式克服这种开销 - 但它们都非常依赖于实现的内部。

Answer 2

SWI-Prolog尝试避免在确定没有解决方案时提示更多解决方案。我认为解释器检查内存，寻找剩余的choice point，如果找不到，只需说明终止。否则它等待用户选择移动。

我会尝试以这种方式使last1确定性：

last1([_,H|Rest], Last) :- !, last1([H|Rest], Last).
last1([Last], Last).

但我不认为indistinguishable ?- edit(last).来自last。潜伏在图书馆的源代码（它简单为%% last(?List, ?Last) % % Succeeds when Last is the last element of List. This % predicate is =semidet= if List is a list and =multi= if List is % a partial list. % % @compat There is no de-facto standard for the argument order of % last/2. Be careful when porting code or use % append(_, [Last], List) as a portable alternative. last([X|Xs], Last) :- last_(Xs, X, Last). last_([], Last, Last). last_([X|Xs], _, Last) :- last_(Xs, X, Last).）

{{1}}

我们可以欣赏一个经过深思熟虑的实施。

Answer 3

这段代码可行：

last1([Last], Last).
last1([_ | Rest], Last) :- last1(Rest, Last), !.

这是因为prolog事情可能有更多的组合，但是，用这个符号：！，prolog在达到这一点后不会回头

在Prolog中实现“最后”

3 个答案:

问题1：

问题2：