在 lisp 中的第一次搜索下进行前向链接

Forward-chaining beneath first search in lisp

我正在尝试找出解决堆栈溢出问题的问题 算法很清楚,但是它和递归调用是在 if 语句中进行的,所以我不知道为什么它会变坏

(defparameter BF '(B C) )
(defparameter BR '((R1(B D E) F )(R2( D G) A )(R3(C F) A )(R4(C) D)
                     (R5(D ) E )(R6(A) H ) (R7(B ) X) (R8(X C) A ) ))
(defun chain_av (BF BR F)
(loop 
    (unless (member F BF)
      (dolist (R  BR)
        (when (actionable  R BF)
          (remove R BR)
          (append BF (conclusion-part R)))
      (if (member F BF) (return "yes")
        (or(chain_av BF BR F) (return nil)))))))


(defun conclusion-part( r)
(caddr r)
)
(write (chain_av BF BR 'H ))
    (defun actionable (r facts)
        (let ((ok t))
            (dolist (p (cadr r) ok)
                (if (not (member p facts))
                    (setq ok nil)))
                ok))

而且我仍然不确定它是否真的在第一次搜索之下 并且我应该通过有一个变量来跟踪它何时通过的元素来证明这一点 提前致谢

这里是对您代码中一些错误的一般性评论,然后是关于如何实现前向链接的提示。

代码格式化

正确格式化代码很重要,否则您或您的同行将无法轻松阅读。参见示例 https://lisp-lang.org/style-guide/:

(defun conclusion-part( r)
(caddr r)
)

上面的括号在他们自己的行中,这很不习惯。此外,Common Lisp 有一个名为 THIRD 的函数,对于大多数人来说,它比 CADDR 更容易理解。适当缩进并在末尾加上括号。使用像 Emacs 这样可以自动缩进代码的编辑器:这有助于识别您编写的内容与您打算编写的内容不同的情况,因为自动缩进遵循列表结构并且可以帮助发现错位的括号。

(defun conclusion-part (rule)
  (third rule))

访问函数

你做得很好的是定义了一个 conclusion-part 访问器函数来访问你的 rule ad-hoc 数据结构的一部分。拥有一组与特定实现无关的独特访问器会有所帮助,并且是引入有意义名称的好机会。您应该对规则的所有部分执行相同的操作(您直接在其他地方使用 CADR,这不是那么干净)。

例如(随意寻找更好的名字):

(defun rule-name (rule) (first rule))
(defun rule-antecedent (rule) (second rule))
(defun rule-consequent (rule) (cddr rule))

请注意 rule-consequent 是我对 conclusion-part 的重写,除了它总是 return 是一个只有一个元素的列表(你明白为什么了吗?)。这在稍后调用 append 时很有用,它与 rule-antecedent 一致,return 是一个列表。

规则的可操作性

return 为真或假的函数称为谓词,按照惯例在 Lisp 中以 -p 为后缀(在 Scheme 中为 -? )。您可能会或可能不会遵循该规则,但请引入更有意义的变量名称。以下是重写它的方法:

(defun actionablep (rule facts)
  (dolist (term (rule-antecedent rule) t)
    (unless (member term facts)
      (return nil))))

既然你已经知道loop,你也可以这样写:

(defun actionablep (rule facts)
  (loop
    :for term :in (rule-antecedent rule)
    :always (member term facts)))

正向链接

这里也有一些问题:

  • 您不使用 REMOVE or APPEND 的 return 值,这些函数保证不会改变其参数(不同于 DELETENCONC,甚至对于那些函数,只有 returned 值很重要,被授予改变现有存储的能力是实现定义的,只有在那里才能有效地重用内存)。

  • 在某个分支你想return"yes",在另一个nil; CL 可能是动态类型的,但这里不需要字符串 return 值。

  • 一个return表格只存在于最里面的nil块。在您的情况下,这意味着您 return 来自 DOLIST, not the one from the LOOP 建立的隐式块。你可以给你的 loop 命名,但实际上这里没有必要,你可以不用 return 来写整个东西。更一般地说,您可以采用纯函数方法。

提示

我写了一个forward-chaining函数,跟踪了一下;在 REPL 中:

CL-USER> (trace forward-chaining)

以下是我测试实施的方式:

(forward-chaining '(B C)
                  '((R1 (B D E) F)
                    (R2 (D G) A)
                    (R3 (C F) A)
                    (R4 (C) D)
                    (R5 (D) E)
                    (R6 (A) H)
                    (R7 (B) X)
                    (R8 (X C) A))
                  'H)

我正在用 SBCL 测试代码,实际输出可能与您的 Lisp 实现不同:

  0: (FORWARD-CHAINING (B C) ((R1 (B D E) F) (R2 (D G) A) (R3 (C F) A) (R4 (C) D) (R5 (D) E) (R6 (A) H) (R7 (B) X) (R8 (X C) A)) H)
    1: (FORWARD-CHAINING (B C D) ((R1 (B D E) F) (R2 (D G) A) (R3 (C F) A) (R5 (D) E) (R6 (A) H) (R7 (B) X) (R8 (X C) A)) H)
      2: (FORWARD-CHAINING (B C D E) ((R1 (B D E) F) (R2 (D G) A) (R3 (C F) A) (R6 (A) H) (R7 (B) X) (R8 (X C) A)) H)
        3: (FORWARD-CHAINING (B C D E F) ((R2 (D G) A) (R3 (C F) A) (R6 (A) H) (R7 (B) X) (R8 (X C) A)) H)
          4: (FORWARD-CHAINING (B C D E F A) ((R2 (D G) A) (R6 (A) H) (R7 (B) X) (R8 (X C) A)) H)
            5: (FORWARD-CHAINING (B C D E F A H) ((R2 (D G) A) (R7 (B) X) (R8 (X C) A)) H)
            5: FORWARD-CHAINING returned (H)
          4: FORWARD-CHAINING returned (H)
        3: FORWARD-CHAINING returned (H)
      2: FORWARD-CHAINING returned (H)
    1: FORWARD-CHAINING returned (H)
  0: FORWARD-CHAINING returned (H)

程序的基本结构是:

(defun forward-chaining (rules facts goal)
  (or ...
      (loop 
        for ... in ...
        thereis (and (actionablep ... ...)
                     (forward-chaining ... ... ...))))) 

换句话说:要么目标已经是已知事实,要么存在可传递地达到目标的可操作规则。请注意,如果您的规则是非终止的,则可能会出现无限递归。

您访问规则的顺序决定了您的策略是深度优先(始终遵循最后尝试的规则并从该规则开始,使用规则列表作为堆栈),还是广度优先(应用所有给定事实的可激活规则,使用规则列表作为队列)。我不知道 "beneath"-first search 这个术语是从哪里来的,我没有找到它的严肃参考(有一篇论文在谈论时引用 Leiserson & Schardl 2010 beneath first search,但是referenced article没有提到它,只有breadth-first,这是众所周知的)。 =46=]