Question

在学习Prolog的过程中，我正在尝试做一些非常简单的事情。但是我很困惑为什么这样做：

?- length( L, 3 ),
   maplist( member, L, [[1,2,3], [1,2,3], [1,2,3]] ),
   sort( L, L ).
L = [1, 2, 3] ;

但是使用clpfd看似等效的变化不会：

?- use_module(library(clpfd)).

?- length( L, 3 ), L ins 1..3, sort( L, L ).
L = [_G5891, _G5894, _G5897],
_G5891 in 1..3,
_G5894 in 1..3,
_G5897 in 1..3.

这有效：

?- length( L, 3 ), L ins 1..3, chain( L, #< ).
L = [1, 2, 3].

但这不是：

?- length( L, 3 ), L ins 1..3, chain( L, #=< ), all_different( L ).
L = [_G6519, _G6522, _G6525],
_G6519 in 1..3,
all_different([_G6519, _G6522, _G6525]),
_G6522#>=_G6519,
_G6522 in 1..3,
_G6525#>=_G6522,
_G6525 in 1..3.

有人可以解释为什么不工作的例子没有给我我期待的结果吗？

作为一个附带问题，是否有更简洁的方法来重写上面第一个示例中的maplist表达式？

Answer 1

内置谓词sort/2根据包含变量所定义的术语顺序有效地对列表进行排序。因此，不能将此谓词视为实现具体关系。仅在特殊情况下，例如当第一个参数是变量free（即ground(L)成功）且术语是非循环（acyclic_term(L)成功）时，内置对应于明显的关系。

这是另一个奇怪的案例sort([X,1],[1,1])成功，统一X = 1。

Answer 2

Prolog中的CLP

您正在使用的系统（SWI-Prolog + library（clpfd））是将整数有限域约束求解器嵌入到Prolog系统中的一个示例（其他一些是CHIP，ECLiPSe + fd / ic，B- Prolog，SICStus + clpfd）。这种嵌入是非常自然的，因为许多Prolog概念直接映射到约束编程中的概念，为我们提供了约束逻辑编程（CLP）。

但是，在将CLPR用于CLP时，应该避免使用普通Prolog的许多功能。其中包括剪切（包括if-then-else结构中隐藏的那些和\+/2否定），还包括元逻辑操作案件。出于我们的目的，元逻辑表示将变量视为对象的任何原语（而不仅仅是作为值的占位符）。这些示例包括var/1，==/2，@</2，以及sort/2。

元逻辑原语已经可以在简单的Prolog中产生丑陋的效果，例如

?-  X\==Y, X=3, Y=3, X==Y.
Yes

但是Prolog程序员已经学会正确使用它们并避免这些问题。但是，使用CLP，更容易陷入这些陷阱，因为执行控制流程不太明显。

至于你的例子，第一个是有效的，因为sort/2对整数列表进行排序，没有问题。在第二种情况下，sort/2对域变量列表进行排序，从而以系统定义的任意顺序生成域变量列表。完成此操作后，sort/2会认为其工作已完成。如果您稍后将整数值分配给那些表面上＆＃34;排序＆＃34;变量，列表的排序不再被检查，您的程序现在可以返回未排序的整数列表作为结果。

正确的替代方法是使用仅包含纯逻辑Prolog原语和/或CLP解算器定义的约束谓词的排序检查。您已经在第三个示例中使用chain/2约束来完成此操作。

本地传播和搜索

在上一个示例中，您可以观察基于本地传播的约束求解器的典型行为：您得到的答案是正确的，但不是很令人满意。通过更深入地分析约束，实际上可以推断唯一正确的解是[1,2,3]，但解算器不会这样做，因为它可能在计算上很昂贵。但是看看如果只添加一些信息会发生什么：

?- L=[_,Y,_], L ins 1..3, chain(L, #=<), all_different(L), Y=2.
L = [1, 2, 3],
Y = 2

当解算器知道Y为2时，问题变得很容易让解算器完全解决。

一般案例的解决方案是系统地将问题分解为更简单的子问题，确保涵盖所有内容。换句话说，你添加搜索，而Prolog的搜索方式就是分离。在示例中，这可能是一个简单的member(Y,[1,2,3])。通常，您希望对问题中的所有域变量执行相同操作，只是为了安全起见。 CLP求解器将为您提供方便的原语，例如：在clpfd

的情况下

?- L=[_,_,_], L ins 1..3, chain(L, #=<), all_different(L), label(L).
L = [1, 2, 3] ;
false.

这是CLP程序的一般结构：首先是约束设置，然后是搜索。

在Prolog中获取排序的，不同的整数列表

2 个答案:

Prolog中的CLP

本地传播和搜索