Prolog

Question

我正在尝试了解 Prolog 的工作原理。我正在使用 SWI-Prolog。这是一些代码：

forall(C1,C2) :- \+ (C1, \+ C2).

foo(N) :- N < 10.

bar(N) :- N > 5.

foobar(N) :- forall(foo(N),bar(N)).

如果我执行以下操作，它会产生所需的输出：

?- foobar(5).
false.

但是当我尝试查看所有可能的值时出现错误：

?- foobar(N).
ERROR: </2: Arguments are not sufficiently instantiated

这是怎么回事？

Answer 1

基本上你正在编写一个程序来检查全局含义：

forall N, if N < 10 then N > 5

并且您想知道 N 的哪个域。

现在您在序言中正确地将其重写为：

\+ ( N < 10, \+ ( N > 5 ) ).

但是如果您尝试将该查询提供给 prolog 解释器，它将输出错误：

?- \+ ( N < 10, \+ ( N > 5 ) ).
ERROR: </2: Arguments are not sufficiently instantiated

因为<的参数没有实例化。对于 N < 3 这样的简单查询，它也会发生同样的事情。当然，如果你在查询之前实例化它，问题就消失了：

?- N=5, \+ ( N < 10, \+ ( N > 5 ) ).
false.

（N=5 时不成立）

?- N=6, \+ ( N < 10, \+ ( N > 5 ) ).
N = 6.

（但它适用于 N=6）。

您还可以放置一个谓词，通过回溯为 N 生成多个赋值，代替 N=6:

?- between(1, 12, N), \+ ( N < 10, \+ ( N > 5 ) ).
N = 6 ;
N = 7 ;
N = 8 ;
N = 9 ;
N = 10 ;
N = 11 ;
N = 12.

但是对于一个大域来说，这将是非常低效的（它需要对域的每个元素进行回溯）。

如果您想对有限域（即整数）进行推理，可以按照@lurker 的建议使用CLPFD 库。这种方法更有效，因为它有关于区间推理、区间交集等等的规则。

您必须将 <、>、,、\+ 替换为 CLP 运算符 #<、#>、#/\、#\。让我们试试看：

?- use_module(library(clpfd)).
?- #\ ( N #< 10 #/\ #\ ( N #> 5 ) ).
N+1#=_G11193,
N#>=6#<==>_G11205,
10#>=_G11193#<==>_G11217,
_G11217 in 0..1,
_G11217#/\_G11244#<==>0,
_G11244 in 0..1,
#\_G11205#<==>_G11244,
_G11205 in 0..1.

这可能有点难读，但在许多其他事情中，它会告诉您正在寻找的答案，即 N 的域：N #>= 6.

Answer 2

TL;DR. Prolog 具有良好的代数特性，只要您坚持其逻辑纯核心。

有关详细信息，请阅读 Whosebug 上对 Prolog 问题的以下出色回答：

Features of good Prolog code?
What is the logical 'not' in Prolog?
Are cuts that bad in programming?
Knowing when to use cut in prolog
Prolog without if and else statements
Using \== or dif
Why do we use '!' in prolog
How to prevent Prolog from backtracking where it shouldn't

Prolog - 参数未实例化

Prolog - arguments are not instantiated

clpfd