Question

我正在阅读Bratko的 Prolog：人工智能编程。我理解列表的最简单方法是将它们可视化为二叉树，这很顺利。但是，我对空列表[]感到困惑。在我看来，它有两个含义。

当列表或枚举的一部分时，它被视为一个实际的（空的）列表元素（因为它在树的某个地方，它是某个Head的一部分），例如[a, []]
当它是Tail中唯一的项目时，它不是一个元素，它实际上是 nothing ，例如[a|[]]

我的问题是我没有看到背后的逻辑2.为什么列表需要将这种可能的“虚无”作为最后的尾巴？仅仅因为树必须是二进制的？还是有其他原因吗？（换句话说，为什么[]被计为1中的元素。但是当它在2中的尾部时它不是？）此外，是否有最终（最右边，最深）的最终结果树的节点不是'没什么'？

Answer 1

换句话说，为什么[]被计为1中的元素，但是当它在2中的尾部时它不是？

这是两件不同的事情。 Prolog中的列表是（简并的）二叉树，但也非常像带有指针的语言中的单链表，比如C。

在C中，您将拥有一个struct，其中包含两个成员：值和指向下一个列表元素的指针。重要的是，当指向next的指针指向sentinel时，这就是列表的结尾。

在Prolog中，你有一个带有arity 2的算符：./2在第一个参数中保存值，在列表中的其余部分：

.(a, Rest)

Prolog中列表的标记是特殊的[]。这是不是列表，它是空列表！传统上，如果你愿意，它是一个 atom ，或者是一个带有arity 0的仿函数。

在你的问题中：

[a, []]实际上是.(a, .([], []))
[a|[]]实际上是.(a, [])

这就是原因：

?- length([a,[]], N).
N = 2.

现在这是一个包含两个元素的列表，第一个元素是a，第二个元素是空列表[]。

?- [a|[]] = [a].
true.

这是一个包含单个元素a的列表。尾部的[]只会关闭列表。

问题：.([], [])是什么类型的列表？

此外，是否存在树的最终（最右边，最深）最终节点不是“没有”的情况？

是的，你可以在那里留一个自由变量;然后，你有一个＆＃34;洞＆＃34;在列表的末尾，您可以稍后填写。像这样：

?- A = [a, a|Tail], % partial list with two 'a's and the Tail
   B = [b,b], % proper list
   Tail = B. % the tail of A is now B
A = [a, a, b, b], % we appended A and B without traversing A
Tail = B, B = [b, b].

您也可以制作循环列表，例如，其中包含无限多x的列表：

?- Xs = [x|Xs].
Xs = [x|Xs].

这有用吗？我不确定。例如，您可以获得一个重复a, b, c长度为7的列表，如下所示：

?- ABCs = [a,b,c|ABCs], % a list that repeats "a, b, c" forever
   length(L, 7), % a proper list of length 7
   append(L, _, ABCs). % L is the first 7 elements of ABCs
ABCs = [a, b, c|ABCs],
L = [a, b, c, a, b, c, a].

在R中至少有很多功能＆＃34; recycle＆＃34;较短的向量，因此这可能是一个有效的用例。

有关差异列表的讨论，请参阅this answer，通常会调用上一个示例中的A和Rest。

有关使用差异列表实现队列的信息，请参阅this answer。

Answer 2

您的困惑来自于根据特殊的人性化格式列出打印（和阅读）的事实。因此：

[a, b, c, d]

...是.(a, .(b, .(c, .(d, []))))的语法糖。

.谓词代表两个值：存储在列表中的项目和子列表。当[]参数中存在data时，它将作为数据打印。换句话说，这个：

[[], []]

...是.([], .([], []))的语法糖。不会打印最后一个[]，因为在该上下文中它不需要。它仅用于标记当前列表的结尾。其他[]是存储在主列表中的列表。

我理解这一点，但我不明白为什么需要这个最终的空列表。

最后的空列表是一个约定。它可以写成empty或nil（如Lisp），但在Prolog中，它由[]原子表示。请注意，在prolog中，您可以将子列表部分保留为未实例化，例如：

[a | T]

与：

相同

.(a, T)

这些被称为difference lists。

Answer 3

你对1.和2.的理解是正确的 - 你的意思是“无”，在元素方面。是的，一个空列表里面没有任何东西（即没有元素）。

具有特殊标记值SENTINEL = []以标记cons-cells链结束的逻辑，如[1,2,3] = [1,2|[3]] = [1,2,3|SENTINEL] = {{1与.(1,.(2,.(3,SENTINEL))) = .(1,.(2,3))类似的某些特殊编码相反，类型一致性。我们想要一个cons单元格的第一个字段（或者，在Prolog中，[1,2|3]有条件的术语的第一个参数）总是被视为“列表元素”，第二个 - - 作为“清单”。这就是为什么.中的[]计为列表的元素（因为它显示为[1, []]的第一个参数 - 有条件的复合词），而.位于[]中}}没有（因为它显示为此术语的 2nd 参数）。

是的，树必须是二进制的 - 即用于编码列表的仿函数[1 | []]是二进制 - 所以我们应该把它放在最终节点的 tail 字段，它会向我们发出信号实际上是链的最后一个节点？它必须是某种，一致且易于测试。它还必须代表空列表.。因此，使用空列表的表示来表示列表的空尾是合乎逻辑的。

是的，拥有非[]最终“尾巴”完全有效，就像在[]中一样，这是一个完全有效的Prolog 术语 - 它只是不是表达列表[1,2|3]，正如Prolog的其他内置插件所理解的那样。

了解Prolog的空列表

3 个答案: