Prolog List Plateau

时间:2012-03-13 13:07:18

标签: list prolog declarative dcg prolog-dif

刚刚介绍了prolog,试图通过一些简单的练习,但我一直在坚持这个。 我正在尝试编写一个输出输入列表的所有子列表的程序,其中每个子列表的长度都是> 1,它不能扩展到更大的子列表。它还将输出子列表列表中的起始位置。所以样本输出将是

| ?- plateau([a,a,b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)], I, Len).
    I = 1,
    Len = 2 ? ;
    I = 4,
    Len = 3 ? ;
    I = 7,
    Len = 2 ? ;
    no

我仍然对整个声明性事物感到困惑,并且在切换到命令式模式时遇到了很多麻烦。 我想我希望我的程序能够做类似

的事情
program([H|T],I,L):-
    T = [H1|T1] %split the tail
    ([H] = [H1] -> Count is Count+1, program(T,I,Count) 
     %if First element = second element, recurse with new values
    ; length(T,Spot), 
      %get the spot where you are in the list, so we know where sublist starts
      program(T,Spot,L) %run again, from tail, since sublist didn't have another  element?
program([],I,L). %terminate when entire list has been run through?

所以这不起作用,从我可以说出几个原因。我没有重置'count',所以它总共可以将所有子列表的值合计在一起?有办法解决这个问题吗?我的基本情况可能也不是我想要的 - 我只是不确定它应该是什么?我可能也错过了其他的东西...非常感谢任何帮助! :) 谢谢!

5 个答案:

答案 0 :(得分:7)

您的程序将许多不同的问题合并为一个谓词。我们试着把它们分开一点。另外,我假设您正在搜索包含相同元素的两个或更多元素的最大子列表。

让我们从你想要的近似开始:识别子列表。不要担心这太宽泛,我们稍后会对其进行改进。我会将DCG用于此目的。非终端seq//1描述了任意序列。

seq([]) --> [].
seq([E|Es]) --> [E], seq(Es).

这是一个非常有用的非终端!

?- phrase((seq(Prefix),seq(Sublist),seq(Postfix)),
      [a,a,b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)]).
Prefix = Sublist, Sublist = [],
Postfix = [a,a,b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)] ;
Prefix = [],
Sublist = "a",
Postfix = [a,b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)] ...

两个答案都不是预期的,我们只想要长度为2或更长的子列表,所以我们必须稍微限制一下这个定义。比如说,要求Sublist至少包含两个元素。那是Sublist = [_,_|_]

?- Sublist = [_,_|_],
   phrase((seq(Prefix),seq(Sublist),seq(Postfix)),
      [a,a,b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)]).
Sublist = "aa",
Prefix = [],
Postfix = [b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)] ;
Sublist = "aab",
Prefix = [],
Postfix = [2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)] ...

第一个答案显示了我们正在搜索的子列表。但第二个仍然是错误的:子列表的所有元素应该相等。最简单的方法是使用maplist/2

?- maplist(=(_),Es).
Es = [] ;
Es = [_G221] ;
Es = [_G221,_G221] ;
Es = [_G221,_G221,_G221] 

有几个地方我们可以说明这个要求。我会把它放在尽可能早的地方:

?- Sublist = [_,_|_],
        phrase(( seq(Prefix),
                 seq(Sublist),{maplist(=(_),Sublist)},
                 seq(Postfix)),
           [a,a,b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)]).
Sublist = "aa",
Prefix = [],
Postfix = [b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)] ;
Sublist = [2,2],
Prefix = "aab",
Postfix = [2,a+1,a+1,s(1,2)] ;
Sublist = [2,2,2],
Prefix = "aab",
Postfix = [a+1,a+1,s(1,2)] ;
Sublist = [2,2],
Prefix = [a,a,b,2],
Postfix = [a+1,a+1,s(1,2)] ;
Sublist = [a+1,a+1],
Prefix = [a,a,b,2,2,2],
Postfix = [s(1,2)] ;
false.

现在,所有子列表都包含相同的元素。唉,我们同时将[2,2][2,2,2]作为子列表。我们只想要最大子列表。那么我们如何描述最大子列表是什么?

一种方法是查看我们的子列表:我们的子列表中必须没有相同的元素。因此,要么前面没有(epsilon),要么以与我们不同的元素结束的序列。

difel(_E,[]).
difel(E, Es) :- dif(E,F), phrase((seq(_), [F]), Es).
?- Sublist = [_,_|_],
   phrase(( seq(Prefix),{difel(E,Prefix)},
            seq(Sublist),{maplist(=(E),Sublist)},
            seq(Postfix)),
      [a,a,b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)]).
Sublist = "aa",
Prefix = [],
E = a,
Postfix = [b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)] ;
Sublist = [2,2],
Prefix = "aab",
E = 2,
Postfix = [2,a+1,a+1,s(1,2)] ;
Sublist = [2,2,2],
Prefix = "aab",
E = 2,
Postfix = [a+1,a+1,s(1,2)] ;
Sublist = [a+1,a+1],
Prefix = [a,a,b,2,2,2],
E = a+1,
Postfix = [s(1,2)] ;
false.

一个不正确的答案。最后还有一个潜伏着。

?- Sublist = [_,_|_],
   phrase(( seq(Prefix),{difel(E,Prefix)},
            seq(Sublist),{maplist(=(E),Sublist)},
            ( [] | [F],{dif(E,F)},seq(_) ) ),
      [a,a,b,2,2,2,a+1,a+1,s(1,2)]).
Sublist = "aa",
Prefix = [],
E = a,
F = b ;
Sublist = [2,2,2],
Prefix = "aab",
E = 2,
F = a+1 ;
Sublist = [a+1,a+1],
Prefix = [a,a,b,2,2,2],
E = a+1,
F = s(1,2) ;
false.

这不完全是你想要的:你只想要长度。为此,请添加length([_|Prefix],I), length(Sublist,Len)

所以这是最终定义:

plateau(Xs, I, Len) :-
   Sublist = [_,_|_],
   phrase(( seq(Prefix),{difel(E,Prefix)},
            seq(Sublist),{maplist(=(E),Sublist)},
            ( [] | [F],{dif(E,F)},seq(_) ) ),
      Xs),
   length([_|Prefix],I),
   length(Sublist,Len).

答案 1 :(得分:2)

这里有很多复杂的答案。考虑一下这个不使用DCG或许多内置函数(对于初学者来说可能更简单):

plateau([X|Xs], I, L) :-
    plateau(Xs, 1-1-X, I, L).

plateau([X1|Xs], I0-L0-X0, I, L) :-
    X0 == X1, !,
    NL0 is L0 + 1,
    plateau(Xs, I0-NL0-X0, I, L).

plateau(_, I-L-_, I, L) :-
    L > 1.

plateau([X|Xs], I0-L0-_, I, L) :-
    NI is I0 + L0,
    plateau(Xs, NI-1-X, I, L).

第一个子句设置调用,该调用累积(index) - (length) - (sublist element)元组作为一个术语。

如果下一个列表length相同,则下一个子句会增加element(注意索引不会更改)。

仅当第二个子句在测试子列表元素运行是否被破坏时(因为切割!)失败时才调用第三个子句,并且如果运行的length是,则返回解决方案> 1

最后一个子句使Prolog能够从上次运行中回溯并重新开始搜索。

编辑: gusbro的解决方案实际上非常接近这个...... +1。

答案 2 :(得分:1)

你可以这样做:

plateau([Item|Tail], I, Len):-
  plateau(Tail, 1, Item, 1, I, Len).

plateau(List, From, NItem, Len, From, Len):-
  (List=[Item|_] -> (Item\=NItem;var(Item)); List = []),
  Len > 1.
plateau([Item|Tail], IFrom, Item, ILen, From, Len):-
  MLen is ILen + 1,
  plateau(Tail, IFrom, Item, MLen, From, Len).
plateau([Item|Tail], IFrom, OItem, ILen, From, Len):-
  OItem \= Item,
  NFrom is IFrom + ILen,
  plateau(Tail, NFrom, Item, 1, From, Len).

高原/ 6的第一个条款涉及子列表的终止。或者,该项目与您正在查看的项目不同,或者您到达列表的末尾。在这种情况下,我们只在当前长度大于1的情况下继续。

第二个子句处理我们仍然匹配列表中元素的情况的递归步骤。它只是向当前子列表的计数器添加一个并进行递归。

最后一个句子处理列表中找到的新(不同)项的情况,只重置计数器并进行递归。

答案 3 :(得分:1)

我尝试使用nth1 / 3内置版,但是让它工作更麻烦...无论如何,这里是另一个实现:

plateau(L, I, Len) :-
    plateau(L, 1, I, Len).
plateau(L, P, I, Len) :-
    nth1(P, L, E),
    skipseq(P, L, E, J),
    (   J > P,
        Len is J - P + 1,
        I is P
    ;   Q is J + 1,
        plateau(L, Q, I, Len)
    ).

% get the index J of last element E (after I)
skipseq(I, L, E, J) :-
    T is I + 1,
    nth1(T, L, E),
    !, skipseq(T, L, E, J).
skipseq(I, _, _, I).

试验:

[debug]  ?- plateau([a,x,x,x,u,u,h,w],I,N).
I = 2,
N = 3 ;
I = 5,
N = 2 ;
false.

答案 4 :(得分:1)

这很简单直接。我们数从1;高原是等元素的最大子序列,长度至少为2;我们继续列表。写下来吧:

plateau(L,I,N):- plateau(L,1,I,N).                     % count from 1

plateau([A,A|B],I1,I,N):- !, more_elts(A,B,2,K,C),     % two equals, or more
    (I is I1, N is K ; plateau(C,I1+K,I,N)).
plateau([_|B],I1,I,N):- plateau(B,I1+1,I,N).           % move along the list

more_elts(A,[A|B],I,K,C):- !, more_elts(A,B,I+1,K,C).
more_elts(_,B,I,I,B).

更新: 这假设输入列表的所有元素都是nonvar/1。将非实例化变量作为输入列表的元素,这使得“子列表”的概念变得棘手和模糊。例如,[a,X,b,b]的子列表是什么? [a,a][b,b,b] 两者可以是相同输入列表的子列表吗? (这让我想起旋转的可观察值,状态的叠加等等......当选择旋转观察的方向时,它不能再被改变了......参见所有关于“测量”的讨论和sokuza-kanren.scm中的量子力学(发现链接here))