Question

本书Structure and Interpretation of Computer Programs的练习1.3要求如下：

定义一个过程，该过程将三个数字作为参数，并返回两个较大数字的平方和。

我正在学习Prolog。这是我试图实现的功能：

square(X, Y) :- Y is X * X.
squareTwoLargest(X, Y, Z, R) :- 
    R is square(L1) + square(L2), L1 = max(X, Y), L2 = max(min(X, Y), Z).

但是，当我运行它时，会出现以下错误：ERROR: is/2: Arguments are not sufficiently instantiated。我想我不仅没有得到Prolog的语法，而且我还没有得到逻辑编程范式。那么，我怎样才能以良好的逻辑编程风格实现这个功能呢？

Answer 1

要获得三个中最大的两个数字（V1，V2和V3），您可以按以下步骤操作：对列表[V1,V2,V3]进行排序并选择最后一个两个列表项[_,X,Y]，平方并将它们相加。

:- use_module(library(lists)).
:- use_module(library(clpfd)).

squareTwoLargest(V1,V2,V3, R) :- 
    Zs = [_,X,Y],
    chain(Zs, #=<),
    permutation([V1,V2,V3],Zs),
    R #= X*X + Y*Y.

示例查询：

?- squareTwoLargest(20,30,10, R).
R = 1300

更好的实施

以上代码基于＆＃34;排列排序＆＃34;，这使得它在多种方式下效率低下。

如果squareTwoLargest(X,Y,Z, R)，X和Y中的两个或多个相等，则目标Z会多次成功并提供多余的答案。这由以下两个查询显示：

?- squareTwoLargest(0,10,10, R).
R = 200 ;
R = 200 ;
false.

?- squareTwoLargest(10,10,10, R).
R = 200 ;
R = 200 ;
R = 200 ;
R = 200 ;
R = 200 ;
R = 200 ;
false.

我们可以使用大小为3的排序网络来消除冗余答案。有关详细信息，请查看问题的this answer ordering lists with constraint logic programming

list_sorted__SN3([A0,A1,A2], [D0,D1,C2]) :-
    B1 #= min(A1,A2),   B2 #= max(A1,A2),
    C0 #= min(A0,B2),   C2 #= max(A0,B2),
    D0 #= min(C0,B1),   D1 #= max(C0,B1).

squareTwoLargest__SN(V1,V2,V3, R) :-
    list_sorted__SN3([V1,V2,V3],[_,X,Y]),
    R #= X*X + Y*Y.

考虑以下问题：

?- squareTwoLargest__SN(20,30,10, R).
R = 1300.                              % works like it did before

?- squareTwoLargest__SN(20,20,10, R).
R = 800.                               % succeeds deterministically

?- squareTwoLargest__SN(20,20,20, R).
R = 800.                               % succeeds deterministically

请注意，上面显示的角落案例的所有冗余答案都已消除。

Answer 2

不幸的是，你正在使用的max函数是内置的算术函数，并且不像谓词那样，这可能会让你误以为你会以相同的方式编写谓词。

在Prolog中，你将要写的是谓词。谓词不会返回任何值，它只是保持或不成立（您可以将其视为返回true或false）。你的谓语square就是一个很好的例子，它square(X,Y)的真正含义是“Y”是X＆＃39;的平方。如果您询问Prolog控制台square(4, 16).，它会告诉您true。如果您问square(4, 44)，它会告诉您false。那你如何找出一些数字的平方根？你问Prolog一个带有免费（未知）变量square(4,R).的问题，然后Prolog会告诉你R=16。这是逻辑编程的重要部分，你不解释Prolog，如何计算平方，你只告诉Prolog什么方块在逻辑上然后你问Prolog问题它会自己找到答案。

如果你尝试而不是

，那该怎么办？

R is square(L1) + square(L2)

类似

square(L2, L2SQUARED), square(L1, L1SQUARED), ...

将在L1SQUARED

中给出L1的平方

但是，L1不能是自由变量，Prolog必须能够根据其他谓词（...）推导出某些值，以便它可以回答square(L1, L1SQUARED)。想象一下问题square(SOMETHING1, SOMETHING2)，其中两个论点都是未知的，答案是什么？有无数正确的答案，例如[2,4]或[3,9]等。

注意：是的，它可以与算术联机，但如果您想学习逻辑编程，请尝试更多的逻辑编程＆＃39;喜欢的方法。在Prolog的某些风格中，你没有得到算术，它们仍然有用......

Answer 3

我的赌注，使用＆＃39; if-then-else＆＃39;构造

squareTwoLargest(X, Y, Z, R) :- 
    ( X > Y -> A = X, B = Y ; A = Y, B = X ),
    R is A + max(B, Z).

需要两个临时变量。

Prolog：如何实现三个中两个最大数字的平方和？

3 个答案:

更好的实施