Question

我正在尝试Prolog考试的过去的纸质问题。我画了一棵树＆＃39;因为我认为Prolog应该按照计划和某个目标行事。但是，Prolog的行为并不像我预期的那样，并且根据我认为它会返回“真实”的查询，它实际上返回了“假”。

这是我的计划：

sum(Term,N) :- Term = 0, N = 0.
sum(Term,N) :- Term = f(M,Subterm), number(M), sum(Subterm,N-M).

我的查询和搜索树如下（目标括号内并以粗体显示）：

[sum（f（1,0），1）]

使用规则1，让Term = 0，N = 0，尝试统一 [1 = 0,1 = 0] 失败。

重做：使用规则2，让Term = f（1,0），N = 1 [f（1,0）= f（M，Subterm），数字（M），sum（Subterm，1 -1）]

统一，让M = 1，子项= 0 [数字（1），总和（0,0）]

使用规则1，这应该成功。然而（SWI）Prolog说＆＃39; false＆＃39;。

如果有人可以向我指出为什么我的推理存在缺陷（以及将来如何从中吸取教训），我将非常感激。

Answer 1

由于您的程序几乎是纯¹，所以您可以在不使用调试器的情况下以系统方式定位错误。我们的想法是通过逐个删除目标来概括您的计划。我提出了以下纯粹的概括，我通过＆＃34;评论＆＃34;像这样的目标：

:- op(950, fy, *).
*(_).

sum(Term,N) :-
   Term = 0,
   N = 0.
sum(Term,N) :-
   * Term = f(M,Subterm),
   * number(M),
   sum(Subterm,N-M).

?- sum(Term, N).
   Term = 0, N = 0
;  false.

此外，上述查询比您的查询更为通用。这是Prolog中非常有用的技术：我们不是考虑具体的解决方案首先让Prolog为我们完成所有工作。

答案非常清楚：这种关系只有一种解决方案，即使这种关系现在已经推广了。

所以问题必须在剩下的可见部分中。实际上，它是-。为什么不写呢：

:- use_module(library(clpfd)).

sum(0, 0).
sum(Term, N0) :-
   Term = f(M, Subterm),
   N0 #= M+N1,
   sum(Subterm, N1).

我发现该程序更容易理解。如果我读了一个名字sum，我会立即寻找相应的+。当然，如果你坚持，你可以写N0-M #= N1代替。它将完全相同，除了这需要更多的思考。

_{您不需要阅读的小字}

1）您的原始程序使用的number/1不是纯粹的。但是，由于删除问题仍然存在，这并没有损害我们的推理。

Answer 2

为了更准确，第一条规则会尝试统一f(1,0) = 0和1 = 0，这当然会失败。

对规则2的分析也是不正确的。部分地，它是因为Prolog 不评估内联的算术表达式。术语N-M只是一个术语（'-'(N, M)的简称。除非M明确地通过{{1}进行评估，否则不会导致从M中减去is/2或算术比较（例如=:=/2，=</2等）。

对规则2的分析如下。由于上述原因，步骤5是您的逻辑崩溃的地方。

致电sum(f(1,0), 1)会产生Term = f(1,0)和N = 1。
在规则2中，Term = f(M, Subterm)变为f(1,0) = f(M, Subterm)，从而产生M = 1和Subterm = 0。
number(N)变为number(1)并成功（因为1是数字）
来电sum(Subterm, N-M)变为sum(0, 1-1)。
Prolog将sum(0, 1-1)与规则1 sum(Term, N) :- Term = 0, N = 0.的头部匹配，但失败，因为1-1 = 0（与'-'(1, 1) = 0统一相同失败。
Prolog将sum(0, 1-1)与规则2的头部匹配，并统一Term = 0和N = 1-1（或N = '-'(1, 1)）。
Term = f(M, Subterm)变为0 = f(M, Subterm)失败，因为0无法与字词f(M, Subterm)匹配。
没有更多的规则要尝试，因此谓词调用失败。

这里的简单修复是使用新变量明确评估表达式的常见基本Prolog模式：

sum(Term,N) :-
    Term = f(M,Subterm),
    number(M),
    R is N - M,
    sum(Subterm, R).

你也可以通过统一条款的头部来整理代码。所以这些条款可以改写：

sum(0, 0).
sum(f(M, Subterm), N) :-
    number(N),
    R is N - M,
    sum(Subterm, R).

EDIT

通过Prolog中的程序推理

2 个答案: